串并联型海上风电场机组均压控制

针对串联型风机簇产生弃风的问题,在直流侧添加基于超级电容的储能单元,并在串联簇中设置一台参考机组,通过控制双向DC/DC变换器的吸收、释放电能,使同串联簇中除参考机组之外的其他机组向直流汇集母线上输出的功率相同,使直流风机风电功率和风机出口电压一致,实现基于超级电容储能的直流机组的均压控制,以此减少直流风机串联簇各机组间的风电功率差,降低弃风率。针对传统两相DC/DC变换器电感电流纹波大,两相电流不均衡等问题,采用了一种移相均流控制策略。最后,在Matlab/Simulink搭建了仿真模型,仿真结果验证了所提出的策略的有效性。

适合于直接驱动型风力发电系统的交叉型Boost变流器

采用一个现有的小功率永磁同步机和风力机直接耦合构建了一个直驱型风力发电系统。系统升压部分采用了两单元交错式Boost变换器(IBC),两个Boost变换器采用频率相同、存在一定相移角度的驱动信号,通过变换器并联,各个单元可以共同承担输入电流,因此电力电子系统具有更高的可靠性和效率。另外,通过并联也可以提高整个系统的性能(如维护简单,容错性高,散热性好)。仿真和实验验证了上述结论的正确性。

共直流母线开绕组变压器双逆变器的零序电流抑制策略

开绕组变压器双逆变器拓扑具有多电平输出、直流电压利用率高、调制自由度大、易容错的优点,在光伏并网发电系统中得到广泛的研究。当该拓扑共直流母线时,会存在零序电流的问题,而传统基于120°解耦调制的零序电流抑制策略会导致两逆变器的有功功率分配不均,影响系统性能。针对上述问题,提出一种基于新型零序电压消除空间矢量调制的零序电流抑制策略,所提调制策略仅选择零序电压为零的矢量进行调制,并通过合理配置开关时序使两逆变器的输出电压矢量幅值相等且相位互差180°,另外,两逆变器零矢量的作用时间可动态调节,用于抑制死区、管压降等非线性因素对系统零序电压的影响。所提方案可在有效抑制系统零序电流的同时,保证了两逆变器始终处于功率均分状态。最后,通过搭建实验平台,验证了所提策略的可行性和有效性。

基于电流补偿策略的转矩分配函数法抑制整距绕组分块转子SRM的转矩脉动

整距绕组分块转子开关磁阻电机具有单位铜耗下输出转矩大、损耗低等优点,但转矩脉动大。本文采用余弦TSF控制法即通过控制电机各相电流产生的转矩分量使得低速时整距绕组分块转子开关磁阻电机的输出转矩脉动降低。针对电机转速升高后,由于实际相电流不能跟踪参考相电流,以及关断区间的电流不可控导致电机转矩脉动增大的问题,提出增大或减小其他相的相电流进行补偿的转矩控制策略并进行了分析。仿真和实验结果表明,该电流补偿策略的转矩分配控制法可有效抑制整距绕组分块转子开关磁阻电机的转矩脉动。

基于改进粒子群算法的PIDNN控制器在VSC-HVDC中的应用

针对海上风电场并网柔性直流输电(voltage sourceconverter based high-voltage direct-current,VSC-HVDC)系统比例–积分–微分神经网络(PID neural network,PIDNN)控制器参数寻优过程中存在的问题,提出一种基于限制竞争小生境混沌变异的改进粒子群算法(improved niche chaoticparticle swarm optimization,INCPSO)。该算法中小生境技术引入限制竞争淘汰机制,使其具有良好的全局寻优能力(探索),配合改进的帐篷映射混沌变异算法,可获得局部精细遍历性能(发现)。在解决粒子群算法早熟收敛和搜索精度低等问题的同时,最大程度地平衡了粒子群算法在解空间内的探索和发现能力。给出了VSC-HVDC系统中PIDNN控制器参数寻优INCPSO算法步骤,并进行算例分析验证。仿真结果表明,该算法寻优效率和搜索精度高,鲁棒性好,INCPSO-PIDNN控制器可用于海上风电场柔性直流输电变流器。

风力发电并网变流器的设计

针对并网型分散式风力发电系统的需求,设计了能够实现并网运行的变流器。该变流器应用ZVS-PWM技术和平均电流模式控制方法,并采用最大电流自动均流法实现多机并联均流。实验结果表明该设计能够明显减少风电功率变换过程中的损耗,并且输出电流稳定,不会形成大幅震荡,证明该设计的正确性。

平面变压器电流均分的n∶1绕组布置方法

对于低压大电流电源模块,常采用并联绕组的方法增加其载流能力。但并联绕组会因趋肤和邻近效应导致电流不均分,从而形成较高的交流电阻,导致损耗增加。通过分析平面变压器初、次级绕组交叉排列对损耗的影响,得出采用交叉换位技术能够有效减小绕组损耗的结论。并推导出平面变压器电流均分的n∶1绕组布置方法,通过Maxwell 3D验证并联绕组电流均分布置方法的有效性。

高频变压器涡流损耗公式的推导及有限元方法的验证

高频变压器绕组中损耗与其结构和排布密切相关,计算不同绕组结构的损耗,确定绕组结构与损耗大小的关系对高频变压器设计和制造意义重大。推导并建立了平扁变压器中涡流损耗的计算公式,用于不同绕组结构的损耗计算。该公式不仅简化了绕组损耗的计算复杂程度,也阐明了绕组结构与绕组损耗及参数的关系。最后用有限元方法验证了损耗计算公式的正确性。

基于单辅助绕组构造虚拟受控电压源的两相交错并联LLC谐振变换器均流策略

文中提出一种基于单辅助绕组构造虚拟受控电压源的两相交错并联LLC谐振变换器均流策略。将其中一相的辅助绕组作为虚拟电压源串入另一相谐振回路中,进一步通过调制相与相之间的交错角调节虚拟电压源的相位以改变该相谐振腔的等效输入电压,从而实现输出均流。所述方案仅需增加一个辅助绕组,结合移相控制策略便能实现输出均流和纹波电流抵消,结构简单且几乎不增加电路成本和损耗。详细分析所述均流策略的工作原理和设计要点。最后,通过搭建一台12V/40A的两相交错并联LLC谐振变换器实验样机验证所述方案的可行性。

风能并网系统中双Boost变换器的研究

对直驱式风力发电系统中交错并联控制器的研究和控制进行了较为深入的分析,得出了单Boost电路下的小信号模型下的传递函数,并据此设计了PI参数。对并联的Boost电路的均流控制和控制时的电流采样时间进行分析。对此,在3.5 kVA的并网逆变器上进行了实验验证,实验结果验证了设计的正确性和价值。

水上重大溢油事故围油栏鲁棒优化调度研究

在水上溢油清污中,围控不同敏感资源的围油栏应急调运要求差异较大,每种环境敏感资源可以被视为一个典型清污情景。在溢油最大污染范围内存在多种溢油清污情景,但受水上不确定性风流场的影响,每种清污情景的发生概率未知。为了使最坏清污情景下的应急调度效果尽量理想,文章构建了围油栏鲁棒优化调度模型,决策各应急反应基地围油栏运输船的调运数量与调运去向。算例分析验证了文章模型有效性,研究结果表明:针对特定清污情景的应急调运要求所制定的优化调度方案,当所应对情景发生变动时应急调度效果会下降;鲁棒调度方案能有效地应对清污情景变动,可以最大限度地规避应急调度方案严重失效的风险。

海上风电直流汇集变换器改进型控制策略研究

针对IPOS-DAB变换器在传统的输入均流下垂控制策略中存在的静态偏差问题,提出了一种改进的输入均流下垂控制策略。根据传统的输入均流下垂控制策略存在静态偏差的原因,在传统的输入均流下垂环节,引入模块输入电流均值来减小输出电压跌落,从而在实现各模块均压/均流的同时,减小了系统的静态偏差;最后通过MATLAB/Simulink进行仿真验证,结果表明,改进后的输入均流下垂控制策略在输入电压发生突变、输出负载突变,以及电感参数不同的情况下,圴能使系统正常稳定地运行,并具有优良的均压效果。

并联冗余DC-DC模块蓄电池充电均流方法

并联冗余是应用于风光互补独立供电系统的DC-DC变换器满足高可靠性要求的关键,而均流技术是并联冗余的关键,现有的均流方法无法同时满足并联冗余和蓄电池充电要求。本文在分析并联DC-DC模块蓄电池充电特性的基础上提出了一种实现并联DC-DC变换器瞬时均流的新控制方法。该方法基于平均电流法原理,通过单片机A/D口检测蓄电池充电电压和各并联DC-DC模块充电电流,判断蓄电池状态,自适应调整各模块PWM信号占空比实现均流和充电控制。文中根据理论模型进行了仿真,并构建实际系统进行了实验,仿真和实验结果表明,此方法能够同时满足DC-DC变换器并联冗余和蓄电池三段式充电的要求,验证了方法的有效性。