基于分离源的高增益矩阵变换器特性分析

针对矩阵变换器(MC)存在的电压传输比限制以及现有升压型MC结构元件多、调制复杂的问题,提出了一种新型的分离源型矩阵变换器(SS-MC)。该结构采用电感、电容和3个二极管替代了双级MC中间的直流链路部件,从而构成分离源升压网络,避免了配置额外的直通占空比。对SS-MC的拓扑结构和分离源网络升压的工作原理进行了分析,阐述了其采用的空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,并针对SVPWM的缺点提出了基于充电预测的模型预测控制(CPB-MPC)策略。仿真和实验结果表明:所提出的SS-MC结构使用常规的SVPWM即可达到较高的电压传输比,但无源元件会存在较大的纹波;使用CPB-MPC策略可以有效抑制纹波,提高MC的输出电能质量。

基于双级矩阵变换器的永磁风力发电LVRT及稳定性分析

风电系统在电网电压跌落情况下的持续能力直接影响电网对风电的消纳能力和风电场的经济效益,因此研究其低电压穿越能力具有重要的意义。针对永磁风力发电系统中的背靠背电压型脉宽调制变换器存在直流大电容,在电压突降时会引起变换器的直流母线电压升高的情况,提出了采用双级矩阵变换器取代背靠背电压型脉宽调制变换器的永磁风力发电系统。在分析双级矩阵变换器已有控制方式不稳定的基础上,采用了一种加入修正项的新型控制方法,并采用根轨迹法证明其稳定性,最后通过Matlab/Simulink软件仿真验证了上述方法比已有方法具有更强的低电压穿越能力,实际硬件电路实验也验证了所提方法的正确性和可行性。

智能变电站的电网谐波分析软件的跨平台实现

智能变电站的整体构架为电网谐波分析软件的跨平台实现提供了条件。介绍了作为智能变电站站控层高级应用的、基于Qt语言的谐波分析软件,分析了该软件的开发环境、算法,以及跨平台实现的功能与特点。该软件的应用将实现对当前普遍采用的谐波监测装置功能的重大跨越,现已在实际某变电站操作系统上编译通过。

基于改进P-Q控制的光伏准Z源T型逆变器并网控制系统

针对传统两电平逆变器与三电平逆变器所需要的开关数量多、损耗大的问题,采用T型逆变器不仅可以克服传统多电平逆变器的缺点,还可提高系统的效率,将Z源网络用于T型逆变器提升了逆变器直流侧的电压水平。为此,将准Z源T型逆变器拓扑结构应用于P-Q并网控制系统中,其中P-Q控制器的电流控制环采用准比例谐振(quasi proportional resonant,qPR)控制策略,实现对电流的无静差跟踪,从而更好地控制并网系统有功与无功的输出。最后,通过MATLAB/Simulink软件仿真实验和实际硬件样机试验验证改进P-Q控制策略的光伏准Z源逆变器并网系统的可行性和有效性。相比于传统的双闭环控制策略,所提出的改进P-Q控制策略可以降低逆变器输出电流谐波,提高系统的经济性;相比于控制器电流环采用比例-积分(proportion integration,PI)控制,所采用的qPR控制能够更好实现对电流与功率的追踪,提高系统的稳定性。

一种应用于光伏系统的新型准Z源逆变器调制策略

相比于传统的电压源型逆变器,准Z源逆变器(quasi Z-source inverter,qZSI)具有更高的升压能力和稳定性,目前已应用于光伏并网系统中,但qZSI需要采用不同的调制策略来实现其优势。为了降低光伏系统输出电压的开关损耗和减少总谐波失真,提出了一种新型空间矢量脉冲宽度幅值调制策略,它不考虑各扇区的零矢量,仅在各扇区具有开关动作的单相桥臂上插入直通零矢量,从而使逆变器的开关频率大为降低。仿真和实验结果验证了该策略的有效性。

基于线性自抗扰控制的双馈风机次同步振荡抑制研究

双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)并网时的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题,严重威胁系统的平稳运行。系统运行工况发生变化时,现有的传统控制策略可能效果不佳。为了解决这个问题,提出了基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的SSO抑制策略,在转子侧传统双环PI控制的基础上,原有功内环的PI控制部分替换为线性ADRC,其中线性扩张状态观测器实时估计补偿次同步控制相互作用(sub-synchronous control interaction,SSCI)分量,该方法参数整定简单且鲁棒性较强。通过搭建DFIG并网模型,并与PI控制对比,验证该控制策略在稳态和暂态拥有良好的控制性能;通过与附加阻尼控制和非线性ADRC对比,得出线性ADRC可以在多工况下抑制次同步振荡,相比于现有控制,在参数整定更简单的情况下能更有效地使畸变电流收敛,进而稳定DFIG风机系统的输出功率,最后在RT-LAB实验平台进一步验证其有效性。