新能源汽车电机驱动控制系统设计及仿真分析

本文主要探究了新能源汽车电机驱动控制系统的设计方案,并对电机转速进行了仿真实验。该系统使用STM32芯片,通过处理转子的位置、转速等信息,将设定转速与实际转速的偏差作为控制器的输入量,利用输出信号改变电机电压,进而实现对电机转速和转矩的控制,使实际转速实时跟踪设计转速。从仿真结果来看,实际转速与设计转速的误差维持在±5%以内,电机转速稳定,符合设计预期。

新能源接入下光伏逆变器快速功率控制方法

由于现有的控制方法跟踪控制过程失败,不同节点控制后的功率超过3600 W,因此研究新能源接入下光伏逆变器快速功率控制方法。通过建立逆变器阵列优化数学模型,添加对应的约束条件。根据逆变器的工作周期,确定开关的占空比,通过划定不同功率等级能获得电路功率的损耗情况。运用改进粒子群算法对逆变器的最大功率点进行跟踪控制,改变光伏阵列的输出电压。通过搜索全局区域调整后可得到最优解。使用修正PI控制器进行模糊实时调节,将电流解耦,将新能源输入的有功功率进行分配输出从而完成对功率的快速控制。实验结果表明,实验组在最大功率点跟踪控制过程中能最终收敛于光伏阵列的全局最大功率点,能准确对结果进行跟踪控制,达到良好的控制效果;经过不同节点控制后的功率始终稳定在3500~3600 W之间,结果符合预期,有效地解决了电压较高的缺陷,实现了光伏逆变器快速功率控制。

基于等效距离的源网储微电网故障保护方法

随着能源与环境问题日益严重,以可再生能源为核心的分布式发电技术发展迅速。基于逆变器电源的微电网是分布式发电的重要组成形式,但是其内部网络发生短路故障后难以有选择性地准确隔离故障,会造成整体停运。针对逆变器电源特点及微电网结构,提出一种基于等效距离的源网储微电网线路保护方法。将线路在发生故障之后的故障信息通过调制技术来调制到线路的频率中,进而通过解调技术获得虚拟短路电流,并通过等效内电势测出故障距离。通过理论分析与仿真实验,验证了在4种不同电路结构情况下,包括单电源回路等,使用该方法都能算到虚拟短路电流,其相当于传统旋转电机作为电源时所输出的虚拟电流,并根据此虚拟短路电流测出逆变器电源和故障点间的距离。

基于滚球倒立摆模型对新型自平衡车载人研究

针对自平衡车制动性能差、抗干扰能力弱等问题,设计了一种新型自平衡车,利用滚球倒立摆模型研究新型自平衡车载人运动过程。构建动力学模型,基于PID控制方法论证了设计方案的可行性;基于自抗扰控制技术改进控制系统,使用Simulink进行仿真并与实验数据对比分析。结果表明,新型自平衡车在较大加速度(15 m/s^(2))时仍能保持稳定,动态品质较高。

基于协议自适配的分布式光伏调度管控平台设计

针对大量分布式光伏并网,设计了一种基于协议自适配的分布式光伏调度管控平台。首先,简述了分布式光伏系统;其次,设计了三层架构体系的分布式光伏管控平台,实现了光伏系统的监测、控制和管理;为了进一步提高平台的智能化程度和自适应性,引入了光伏协议转换器的协议自适配策略,使得平台能够对逆变器进行自动寻址并实现协议匹配。该平台有助于提高光伏系统的能源产出和运行效率,降低运营成本。

适用于构网型新能源发电系统的MCSPWM多电平逆变器

构网型新能源发电系统具备系统惯量支持和电压支撑的优势,可利用各种能源之间的互补性,提高能源利用率及系统稳定性。在该系统中,多电平逆变器发挥着重要作用。为此,提出一种新型的开关电容九电平逆变器及基于高频的多重载波正弦脉宽调制(multi-carrier sinusoidal pulse width modulation,MCSPWM)策略,该逆变器在开关数量、管压应力、升压能力和控制难度等方面具有优良的综合性能。该文分析了该逆变器的工作原理和抑制电容充电电流尖峰的方法,在软硬件设计的基础上,成功研制了新型开关电容九电平逆变器实验样机。样机实验结果证明,所提出的拓扑在高频调制策略下具有输出2倍升压、双向功率流的能力,开关电容可自动均压,开关管电压应力不超过输入直流源电压Uin,并且开关电容纹波电压的峰峰值小于2V。新型开关电容九电平逆变器,在构网型新能源发电系统中具有潜在的应用前景。

基于滑窗DFT算法的新能源直流并网逆变器协调控制方法

当前的并网逆变器协调控制结构一般设置为独立形式,整体协调控制效率较低,导致周期逆变器的畸变率增加,为此提出基于滑窗离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)算法的新能源直流并网逆变器协调控制方法。根据现有的测定需求和标准,先进行畸变电流测定,采用多目标的方式提高整体的协调控制效率。设计多目标交叉协调控制结构,构建滑窗DFT测算并网逆变器协调控制模型,采用三相平衡控制实现逆变器协调控制处理。测试结果表明,与传统带输出LC滤波器辅助逆变器协调控制方法和传统光伏处理逆变器协调控制方法相比,本次设计的基于滑窗DFT算法的逆变器协调控制方法最终得出的周期逆变器畸变率均被控制在0.2%以下,大幅提升了变网逆变器的协调控制效率,控制针对性增强,具有较好的实际应用价值。

高渗透率下一种提高LCL滤波并网逆变器鲁棒性的新型锁相环设计方案

高渗透率下LCL滤波并网逆变器可能因锁相环与电网阻抗的交互影响而引发系统失稳问题。基于上述背景,首先建立考虑电网阻抗影响时的锁相环等效控制框图,利用锁相环输出相角与扰动量之间的函数关系揭示系统鲁棒性下降的主要原因,剖析传统前置滤波器锁相环存在的主要弊端。鉴于此,从优化锁相环控制结构角度考虑,提出一种新型锁相环设计方案,并对所提锁相环的等效传递函数进行推导,同时通过设计示例给出具体的参数设计方法。理论分析表明,所提新型锁相环拥有和传统前置二阶低通滤波器锁相环相同的谐波衰减特性,系统鲁棒性得到保证,并且无需额外的相位补偿环节即可实现并网公共点单位功率因数入网。最后,通过仿真和实验结果验证所提新型锁相环设计方案的有效性。

基于光伏逆变器的快速功率控制系统研究及应用

为使新能源功率输出能快速响应系统有功功率和无功功率平衡需求,文中提出光伏电站毫秒级功率控制的系统性方案。首先,基于光伏逆变器的功率快速交换能力,在光伏电站并网点直采电压、电流,实时监测并网点频率和电压变化,根据一次调频参数计算光伏电站有功出力。在此基础上,通过高速环网通信链路群控光伏逆变器进行有功出力,使得光伏电站具备一次调频能力。在无功功率控制方面,文中通过智能多状态序列判别算法实时计算光伏电站并网点对电力系统的阻抗,根据并网点电压波动实时群控光伏逆变器进行无功出力,使得光伏电站具备动态无功响应能力,从而完成光伏电站功率的快速控制。目前该系统已经在淮安金湖光伏电站中试点运行,现场试验数据说明应用文中提出的控制系统可实现一次调频响应时间小于0.15 s,动态无功响应时间小于30 ms的指标,验证了控制系统的有效性和可行性。

重复方波下气压对新能源汽车主绝缘材料电老化特性影响研究

为探究高海拔环境对新能源汽车驱动电机主绝缘材料电老化性能的影响,选取NHN绝缘纸作为主要研究对象,根据新能源汽车实际工况,对其施加双极性重复方波,测量其在不同气压下的局部放电起始电压(PDIV);采用标准大气压下的PDIV值作为标准电压,在不同气压下对试样施加1.5倍标准电压,测定电老化30 min以及老化至击穿两种情况下试样的物理与电气参数,并检测电老化过程中生成的臭氧含量。结果表明:低气压下主绝缘试样的PDIV值显著降低,并且相对于平原地区,当施加电压大于PDIV时,其表面受腐蚀情况更严重,导致其更容易击穿;在相同时间与电压的电老化过程中,低气压试样的电气参数变化更大,局部放电生成臭氧的速率更快,对材料腐蚀加剧,绝缘性能的劣化更严重。综合以上研究,在设计新能源汽车电机绝缘系统时,应充分考虑海拔因素对绝缘材料耐电晕性能的影响。

基于前馈功率解耦控制的光伏电站系统稳定性研究

在构建以新能源为主体的新型电力系统及能源结构绿色低碳转型的背景下,光伏发电依托大量电力电子器件并网,新能源逐渐取代常规同步机组,对电网稳定运行提出新的挑战。光伏并网逆变器呈现出与电网非线性耦合、动态交互等特性,为电网带来新的扰动因素及安全稳定问题;基于光伏并网逆变器功率双环解耦控制的特点,通过附加额外控制可以提高并网系统的抗扰动能力。推导出了与同步机并列运行的光伏电站附加控制提供正阻尼转矩的机理,设计了基于前馈功率解耦控制(FPD)的并网逆变器阻尼控制策略,通过阻尼转矩系数法推理整定控制器参数来平抑系统的功率振荡。以某实际运行的光伏电站为例,依托Digsilent平台完成光伏电站并入某4机2区域电网建模,仿真验证了所提方法的准确性。

新能源车电机驱动系统的EMI协同分析

针对电动汽车内部的电机驱动系统存在的电磁干扰问题,文中建立了车辆电机驱动系统电磁干扰的预测模型。基于电磁兼容原理,分析了车内电机驱动系统模块的电磁干扰机理。构建了模块中引起干扰的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistors)功率半导体器件模型,建模过程考虑了实际器件寄生参数的影响。利用复合建模方法建立了由驱动电机、逆变器以及电机控制系统组成的电机驱动系统模型,通过Simulink+Maxwell+Simplorer协同分析技术实现了电机驱动系统电磁干扰信号采集。仿真与实测数据的对比验证了文中方法的有效性,二者误差均未超过10 dB,并基于GB/T 18655-2018电磁兼容标准对结果超标的部分进行了优化整改。

柔性直流输电技术的工程应用和发展展望

柔性直流输电技术作为新一代的直流输电技术,具有有功无功独立控制、响应快速灵活、扩展性强等突出优点,广泛应用于风电送出、电网互联、无源网络供电和远距离大容量输电等场景。在中国新型电力系统建设的背景下,针对新能源送出和多直流馈入电网安全稳定提升等重大需求,柔性直流输电技术优势将进一步凸显。文中对柔性直流输电技术的发展现状和趋势进行梳理,以多个代表性的柔性直流输电工程为例,系统地阐述了中国柔性直流输电技术的工程实践经验,重点介绍了柔性直流输电技术在新能源送出、电网互联和远距离大容量输电的典型应用及工程运行情况。最后,文中分析了新型电力系统下柔性直流输电技术的发展前景并指出所面临的挑战,为柔性直流输电技术的发展与应用提供参考。

新型数字基础设施、空间溢出与经济增长

为探究新型数字基础设施对经济增长的影响,本文首先将新型数字基础设施资本存量及其拥挤性纳入总量生产函数,构建动态一般均衡模型,从理论上探讨新型数字基础设施对经济增长的影响;其次,对2002—2020年我国各省(市、区)的新型数字基础设施进行测算和分析;最后,构建静态面板数据模型和空间面板模型,实证检验新型数字基础设施对经济增长的影响。结果表明,新型数字基础设施对经济增长的影响呈现“倒U型”变化,新型数字基础设施对经济增长具有显著的空间溢出效应。求解“倒U型”顶点对应的最优基础设施资本存量占总资本存量的比例为48.60%,目前,我国所有省(市、区)均未达到48.60%,意味着加强新型数字基础设施建设将会促进本地区和其他地区经济增长。

微电网光储多源协调及多模式平滑切换控制

传统新能源微电网由于微源(光伏(PV)、储能)种类的不同,存在逆变器种类较多、系统整体控制层级复杂等缺点。针对光储微电网供电系统,提出整合传统光伏、储能逆变器于一体的两级式光储微电网逆变结构,实现了光伏组件与储能设备的多源协调管理。基于所提架构详细分析了光储多源协调供电系统控制方案,实现了新能源光储微电网在孤岛与并网模态下稳定工作,以及不同工作模态下的平滑切换控制。同时针对孤岛模态下负载不平衡等问题,提出了光储微电网逆变器机端电压平衡控制策略。最后通过搭建额定功率15 kVA光储微电网逆变器原理样机,对所提新能源光储微电网逆变拓扑及控制方案可行性开展了实验验证。

构网型新能源电网支撑性能测试评估

随着新型电力系统快速发展,构网型变流器正逐步替代跟网型变流器,以提供更佳的频率与电压支撑能力。为了定量评估构网型变流器电压和频率支撑等关键性能,提出了完整的构网型新能源并网性能指标及其测试方法。首先建立了跟网型和构网型变流器的测试模型,并定义了表征电压和频率支撑能力的11个测试指标及其性能要求。其次根据所建立的测试指标,提出了频率和电压支撑方面的性能指标测试方法。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了指标测试平台,验证了多种场景下构网型变流器在电压和频率支撑指标性能方面相较跟网型变流器均具备一定的优势。

新能源船舶并网逆变LCL型滤波器参数优化设计

为了减少新能源船舶并网系统的谐波含量,提高系统稳定性,利用遗传算法的多目标优化算法(Gamultiobj函数)和基于层次分析的优劣解距离综合评价方法对系统的参数进行优化,再将试凑法、多目标粒子群优化算法的结果分别代入Matlab/Simulink搭建的船舶电网数学模型中进行谐波对比分析,结果表明,基于Gamultiobj函数优化算法下网侧电压、电流的谐波含量比试凑法、多目标粒子群优化算法的谐波含量明显减少,Gamultiobj函数优化后的滤波器对新能源船舶并网逆变系统输出谐波起到了有效的抑制作用。

三电平逆变器滤波器元件电流应力分析

三电平逆变器适用于光伏、储能并网系统,交流侧采用LCL滤波器。现有文献大都研究其对谐波的抑制能力或并网系统的稳定性。然而,对不同电压、功率因数、功率等级等工况下电感、电容器件的电流应力的分析不够全面,导致器件运行可靠性难以预测。以三电平逆变器及空间矢量调制为研究基础,推导了LCL滤波器3个元件的电流有效值及电流波形包络线的表达式,分析了功率因数、直流电压变化等对其电流应力的影响规律,据此能得出器件所受最大应力。通过电路仿真和实验,验证了解析式和分析结果的正确性。

光伏新能源并网对继电保护的影响研究

为提升新能源并网后的输电质量,光伏新能源并网对继电保护的影响是重要研究内容之一。分析了光伏新能源并网输电系统的原理、特点以及光伏新能源专属线路接入和T型接入两种并网方式。光伏新能源接入电网的位置影响继电保护的灵敏性和选择性,同时光伏新能源发电具有波动性的特点,对电网内电能的品质会造成谐波畸变、电压波动和闪变、潮流倒向等影响。研究结果表明,光伏新能源并网后会导致线路电压产生变化,影响电网电能质量;光伏新能源并网功率越大,对电网各节点电压的升高作用越明显,同时会改变电网内的潮流分布;光伏新能源接入线路的首端、中端、末端等不同位置,会不同程度影响继电保护的灵敏性和选择性。

评价构式“(V)一种很新的X”的逆反语义及认知阐释

构成“(V)一种很新的X”在网络语言特区中由客观陈述发展到主观评价:一是肯定强调义;二是隐性否定义,即“反话正说”。当行为事物性状超过常规,“新”的语义发生变异,超量因子[+过于]被激活,表示太过新奇而适得其反,构式由语法构式演化为修辞构式。两种构式义的逆反关系导致构式呈现正向和负向两种评价功能,其赋得源于主观性、交互主观性和礼貌原则的实现。构式广泛传播并跻身流行语之列是网络语境、认知心理和高频类推共同作用的结果。