光伏多电平电流重注入换流器电流控制方法的研究

针对电压型光伏换流器难以高压大功率化的问题,提出使用一种新型多电平电流重注入换流器(MLCR-CSC)。它在传统换流器拓扑结构上附加了重注入拓扑电路,控制方法则采用了基于H∞重复控制器的直接电流控制策略。MATLAB/Simulink仿真结果表明:该换流器实现了高压大功率晶闸管零电流关断(ZCS)(每个基波周期有6个脉宽可调的零电流时刻),并且其网侧电流不接入滤波器总谐波畸变率(THD)降低到3.95%,达到了消除谐波的目的;多组MLCR-CSC协调控制可以实现电流超前或者滞后电压30o,即可实现四象限运行。

双模结构重复控制器在单相并联有源滤波器中的应用

针对单相并联有源滤波器,提出一种数字式复合电流控制方案。该复合控制方案结合无差拍控制器和双模结构重复控制器,以实现对低次谐波的高效补偿,同时还具有优异的动态性能。区别于传统有源滤波器的控制方案,该复合控制方案不仅能够消除电网中的奇次谐波,而且还能消除单相系统在特定情况下产生的偶次谐波。详细研究复合控制的设计方法、稳定性以及鲁棒性。在单相有源滤波器系统对所提方案进行验证,实验结果证明了该方案的有效性。

单相PWM变换器相位补偿谐振控制方案

提出了PWM变换器的相位补偿谐振控制方案。借助于重复控制的相位补偿原理,阐明了谐振控制的相位补偿原理,建立了相位补偿重复控制与相位补偿谐振控制之间的有机联系。相比于相位补偿重复控制器,相位补偿谐振控制器能够独立地对任意的谐波频率提供所需的相位补偿,以期实现"零相位"补偿,从而能扩大稳定范围;同时,根据各谐波含量的大小,能相应地选取各谐振控制器的增益去优化系统性能,并提供了一个单相PWM逆变器的应用实例,系统地验证了所提方案的有效性。

基于MLCR-CSC的STATCOM控制策略研究与仿真

简要介绍了并联型多级注入式电流源变换器(MLCR-CSC)的拓扑结构、工作原理及其优点。建立了多级注入式电流源变换器的控制模型,在此基础上针对静止无功补偿器(STATCOM)的运行特点,建立了多级注入式电流源型STATCOM的工作模型,利用PSCAD/EMTDC对所建立的模型进行了仿真,详细分析了系统电压、电流的动态和稳态波形及模型参数设置对STATCOM性能的影响。仿真结果表明了该结构STATCOM的良好性能和控制方案的可行性。

具备零电流开关与谐波抑制的电流源型变换器新拓扑

为了克服传统电流源型变换器(current source converter,CSC)交流侧需要加装大容量交流电容器作为缓冲装置的缺点,将直流电流分配电路与传统并联式12脉波CSC相结合,研究了一种可以省去交流电容器并能有效抑制谐波的并联式7电平电流注入式电流源型变换器拓扑。该拓扑具有以下特点:通过开闭直流电流分配电路中的开关元件,将直流电流变换成2路幅值相同、相位互差30°、6倍于基波频率、7电平阶梯形周期变化且具有零值区间的三角波注入电流,两主桥开关元件在注入电流的零值区间内进行切换,实现了零电流开关(zero current switching,ZCS);变换器交流侧不需要配置大容量交流电容器,降低了设计成本,提高了系统的可靠性;主桥开关频率为50Hz的前提下,利用7电平阶梯形三角波注入电流可增加交流输出电流的电平数,改善了电流波形的谐波特性,使交流输出电流近似正弦波。另外还详细分析了新拓扑的工作机理,在PSCAD/EMTDC平台进行了仿真研究,搭建了实验平台,通过实验验证了理论分析的正确性和可行性。结果表明,所提出的新拓扑性能优良,结构简单,具有实用价值。

基于功率解耦控制的电流注入式HVDC换流器运行特性的研究

研究基于MLCR-CSC的HVDC换流器在电网不同工况下的功率控制特性。从实际工程角度出发,设计了两组MLCR-CSC(DMLCR-CSC)协调工作的方案,提出了双组多电平电流重注入换流器(DMLCR-CSC)作为HVDC换流器。分析了DMLCR-CSC在功率解耦控制的可行性,提出了有功功率和无功功率解耦控制思想。采用的9电平DMLCR-CSC主电路晶闸管器件具备零电流关断(ZCS)特点。在输电网正常工况下,网侧单相接地故障、两相短路故障和直流侧短路故障时,换流器可以在1/6个周期内把电流降到零,并且THD含量与触发角度无关。仿真验证了DMLCR-CSC构成的HVDC换流器是高压大功率电能传输的一种可靠的选择。

电流注入式HVDC换流器功率控制方法的研究

为了解决HVDC换流器高压大功率化、较高的功率器件开关频率、谐波含量高、防止破坏性短路故障和灵活无功功率控制的问题,选取了电流直接控制特性灵活的多电平电流重注入换流器(MLCR-CSC)为研究对象,构建MLCR-CSC拓扑结构及其HVDC换流器输送端的等值数学模型,在非线性MLCR-CSC控制系统基础上设计了主开关角和重注入电路开关角线性P-Q协调控制器,并在Matlab/Simulink环境中对MLCR-CSC控制特性进行验证。结果表明:MLCR-CSC直流侧电流波动明显减小,脉动数增大了6倍;在基波周期内有6个电流过零开关(ZCS)点,换相可靠性高,每个周期有6个换相点可供选择,ZCS减低开关器件的损耗;在没有滤波器的情况下网侧谐波不随着开关角的变化而变化,谐波含量(THD)低于4%;无功功率可以在主开关角30°范围内灵活控制;MLCR-CSC可以在单位功率因数下运行,这对于HVDC输电系统是很有益的。

基于多元高斯混合模型的离线指纹数据库

针对室内环境下单次采样测量值的波动变化及信号间的相互干扰,该文提出一种基于分区多元高斯混合模型(MVGMM)的室内定位系统。根据信号接入点(AP)铺设位置与空间结构,系统采用一对多支持向量机算法对目标区域做分区操作,以精确信号变化的区域范围。利用狭小分区内信号间的耦合关系,建立基于信号间相互干扰的多元高斯混合模型,以改善信号波动所造成的定位精度下降。当室内环境发生变化时,基于分区多元高斯混合模型的自适应更新算法可对各分区指纹数据的可信度做出判断,并以自适应算法更新信号波动较大分区的模型参数,提高模型与现有环境间的耦合程度。实验结果表明,该文算法可利用相对少量样本数据,构建稳定可维护的室内信号分布模型,相较于其他算法,其定位精度也有一定程度提高。

邻近信息约束下的随机异构无线传感器网络节点调度算法

针对高密度部署的随机异构传感器网络内部存在的覆盖冗余问题,该文提出一种随机异构无线传感器网络的节点调度算法(NSSH)。在网络原型拓扑的支撑下构建Delaunary三角剖分,规划出节点进行本地化调度的局部工作子集。通过折中与邻近节点的空外接圆半径,完成对感知半径的独立配置;引入几何线、面概念,利用重叠面积和有效约束圆弧完成对灰、黑色节点的分类识别,使得节点仅依赖本地及邻居信息进行半径调整和冗余休眠。仿真结果表明,NSSH能以低复杂度的代价,近似追平贪婪算法的去冗余性能,并表现出了对网络规模、异构跨度和参数配置的低敏感性。

动态模糊匹配下的多元相似度定位算法

针对指纹定位中传统的区域划分方式无法保证区域匹配准确率的问题,提出了一种模糊匹配算法,使得匹配范围动态调整,提高定位速度的同时削弱区域划分带来匹配失准的缺陷。在位置计算阶段则结合多维相似度系数,并引入环境参量重新分配近邻点权重,克服环境和设备的变化对定位带来的不利影响,降低定位误差。经实测场景测试,在保障匹配准确率的前提下,所提算法相较于全局匹配减少60%以上的指纹匹配量,且通过实验验证,定位精度较现有的算法提高17%以上。

基于三星时频差的无源区间化定位测速

研究了三颗卫星对地球表面非合作动态辐射源的定位与测速问题,即通过观测辐射源信号到达各卫星的时差(TDOA)和频差(FDOA)对辐射源的位置和速度进行估计。不同于传统的基于数值计算的定位算法框架,利用了区间分析理论实现对辐射源物体的位置和速度进行区间化估计。通过仿真结果分析,所提出的联合时差与频差的区间定位测速算法可以对辐射源目标的位置和速度进行区间化估算,实现了位置速度确定性的范围估计。