多微电网参与下的配电侧直接电能交易纳什议价模型

随着售电侧电力市场改革的不断深入,研究多微电网参与下的配电侧直接电能交易具有重要意义。针对多微电网与负荷聚合商之间的直接电能交易,以各主体在传统交易方式下的最优效益作为谈判破裂点,提出了一种基于合作博弈论的纳什议价模型,模型中博弈参与者可获得帕累托最优效益。模型为非线性非凸问题,不易直接求解,将其分成求解支付和联盟效益最大化两个子问题。为保护交易主体内部隐私,联盟效益最大化问题采用交替方向乘子法进行分布式求解,交易双方在求解过程中仅需相互交换期望的交易电量。仿真结果表明该模型可以有效地提升交易双方的运营效益。

高效非隔离单相并网MOSFET逆变器拓扑及控制策略

提出了一种采用金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)为开关器件的高效非隔离单相并网逆变器拓扑及与该拓扑相对应的控制策略。该新型非隔离单相并网逆变器拓扑可以消除共模电压的高频脉动,有效地抑制漏电流。提出的调制方法改变了逆变器的续流电流路径,使得续流电流只经过MOSFET,不经过通态损耗较大的体二极管,因而减小器件的通态损耗和完全消除了二极管的反向恢复损耗,提高了并网逆变器的效率。并对该拓扑的闭环控制策略和损耗分析进行了研究。最后通过仿真和实验验证了该拓扑及控制策略的有效性。

三电平有源中点钳位逆变器损耗分布平衡控制策略

有源中点钳位型拓扑通过增加新的零状态电流通路,可以对各开关管上的损耗分布进行平衡。以三电平有源中点钳位逆变器为研究对象,分析了在不同输出状态之间进行切换时器件损耗分布情况,采用空间矢量脉宽调制方法,对8种换流模式及其损耗分布进行了系统的研究;针对负载功率因数的不同特点,提出了两种损耗分布平衡优化控制策略,在不同的负载条件下有效地实现了器件损耗的平衡分布。最后搭建了三电平有源中点钳位逆变器实验平台进行验证,实验结果验证了所提出控制策略的有效性。

三电平ANPC逆变器中点电压平衡和开关损耗减小的SVM控制策略

有源中点钳位型拓扑通过选择冗余开关状态和不同的电流通路能够有效控制器件的损耗平衡。论文对三电平有源中点钳位型逆变器中点电压平衡和开关损耗减少的控制策略进行研究,提出一种中点电压平衡和减小损耗的三电平空间矢量调制方法。将虚拟中矢量重新定义,新的虚拟中矢量由原中矢量和邻近的两对小矢量合成,因此参考矢量在空间矢量图的任何区域都有两个成对的正负小矢量参与合成,其中一个优先用于控制中点电压的平衡,另外一个可以用于其他控制目标。在每个开关周期内根据中点电压波动和开关序列选择合适的小矢量,在控制中点电压平衡的基础上有效地减小了器件的开关损耗。最后搭建三电平ANPC逆变器仿真和实验平台对提出的控制策略进行验证,实验结果表明了控制策略的有效性。

三电平ANPC并网逆变器损耗分布平衡的研究

采用三电平拓扑的光伏并网逆变器能有效提高系统的容量、输出电能质量和效率。本文以三相三电平有源中点钳位型光伏并网逆变器为研究对象,采用特定谐波消除脉宽调制方法,分析了在不同输出状态之间进行切换时器件损耗分布情况,研究了3种冗余零状态换流模式,通过合理选择不同的冗余零状态使电流通过不同的路径,提出了每相桥臂轮流采用这3种换流模式的控制策略,从而有效地实现了器件损耗平衡分布。最后搭建三电平有源中点钳位光伏并网逆变器实验平台对提出的控制策略进行了验证,实验结果表明了提出的控制策略能有效地实现器件的损耗分布平衡。

三电平有源中点钳位型微网储能变流器直流侧中点电压优化控制策略

对三电平有源中点钳位型微网储能变流器的直流侧中点电压平衡优化控制策略进行了研究.由于三电平半周期对称特定谐波消除脉宽调制方法(selected harmonic elimination pulse width modulation,SHEPWM)方程具有无数组解,且每组解对应的开关状态矢量不同.研究了特定谐波消除脉宽调制方法方程不同的解对应的开关状态矢量及其对中点电压的影响.提出在每个周期动态选择合适的解使中点电压趋于平衡的控制策略.该控制策略在消除特定低次谐波的同时,有效的控制了直流侧中点电压波动,因此提高了微网储能变流器并网输出电能质量和降低了对输出滤波器的设计要求.最后搭建了三电平微网储能变流器仿真模型和实验平台对所提出的控制策略进行验证,实验结果表明了该控制策略的有效性.

三电平ANPC变换器中点电压平衡的MPC

针对三电平有源中点箝位型(ANPC)变换器的中点电压平衡问题,提出了一种三电平ANPC变换器中点电压平衡的模型预测控制(MPC)策略。根据变换器拓扑的数学模型,建立了三电平ANPC变换器的虚拟磁链模型;通过对变换器三相负载电流进行采样,计算出中点电压的偏移量;在确保磁链误差在一定范围的前提下,有效减少了中点电压的偏移量,实现了对中点电压平衡的控制。分别搭建了三电平ANPC变换器的仿真模型和实验平台,仿真与实验结果表明所提控制策略易于数字实现且能较好地控制中点电压平衡。

混合有源中性点箝位型七电平逆变器及其控制策略

为了减少开关器件数量、提高效率、降低逆变器体积,本文提出了一种新型混合有源中性点箝位型七电平逆变器拓扑。该逆变器的每相桥臂由一个T字型三电平拓扑和一个有源中性点箝位型三电平拓扑两部分组成,通过与有源中性点箝位型和层叠式多单元的七电平拓扑的对比,可以发现所提出七电平拓扑具有开关器件少、损耗低和控制策略简单等优点。首先对逆变器的电流传输路径及其工作模态进行了分析,阐述了七电平空间矢量调制的基本原理,使用选择冗余矢量的方法设计了可同时控制悬浮电容电压和中性点电压的综合控制器。最后使用搭建的仿真和实验平台,在不同调制度和功率因数条件下进行了仿真和实验研究,验证了所提出拓扑和控制策略的可行性与有效性。

RC缓冲电路对GaN E-HEMTs开关电压振荡影响分析

相对于传统硅(Si)器件,氮化镓(GaN)功率器件有着更优越的性能,包括更高的开关频率和功率密度及更低的开关损耗等特点。由于高速的开关特性,器件的寄生电容与线路中的寄生电感会发生谐振,从而导致器件两端电压发生过冲和振荡的现象。此处利用一种双脉冲测试电路,对GaN器件的开关过程进行建模分析,设计合理的缓冲电路有效抑制电压过冲和振荡的问题。最后利用GS66504B GaN E-高电子迁移晶体管(HEMTs)评估板,对缓冲电路设计参数进行实验研究并修正,实验结果验证了缓冲电路方案的有效性。

分布式微电网电压恢复协调控制策略

本文针对直流微电网中的功率平衡与电压稳定问题,提出了一种分布式电源协调控制策略。该策略通过在一致性算法中引入目标吸引函数,结合等微增率原则,能够快速地搜索分布式发电单元的最优功率输出点,实现母线电压迅速恢复,使得稳定后的直流微电网总运行成本最低。本文所提出的协调控制策略,适用于直流微电网中电源的分布式控制,由于没有中心控制器,增加了系统的鲁棒性与灵活性。最后通过Matlab/Simulink搭建直流微电网仿真模型,并对仿真结果进行分析,验证了该策略的有效性。

三电平ANPC逆变器中点电压平衡控制策略

针对三电平有源中点箝位型逆变器存在中点电压偏移的问题,提出了一种改进的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)中点电压平衡控制策略。该策略对逆变器的三相桥臂分别进行控制,并根据采样得到的中点电压和三相电流的大小及方向,动态微调每个开关周期内各相开关序列零状态的占空比,从而改变直流侧电容的充放电时间,减小输出电流对中点电位的影响,达到控制中点电压平衡的目的。该控制策略使用和传统的SVPWM一样的矢量分区方法和脉冲开关序列,所以没有额外地增加矢量分区的复杂度和器件的开关损耗。最后搭建了三电平有源中点箝位型逆变器的仿真模型和实验平台对提出的控制策略进行了验证,仿真与实验结果证实了所提控制策略的有效性与可行性。

崎岖山地环境履带机器人降维变系数控制方法研究

针对崎岖山地环境下自走式履带机器人自走姿态波动大、跟踪精度低等问题,研究了三维崎岖路面履带机器人控制方法。通过分析机器人在二维平整路面与三维崎岖路面的运动学模型,建立了降维运动学几何模型;设计了一种基于降维变系数的滑模控制方法,实现三维崎岖路面履带机器人的运动控制,并进行了平整路面与崎岖路面的路径跟踪仿真与试验。仿真结果表明,平整路面仿真中,行驶方向误差逐渐减小并趋近于0,侧向位置误差在±0.2 m内波动,并可在1 s内完成姿态调整;崎岖路面仿真中,三轴位置误差均控制在±0.1 m范围内,同样可在1 s内完成姿态调整。路径跟踪田间试验结果表明,平整路面和崎岖路面机器人跟踪稳定后的横向误差分别为-2.9~8.8 cm、-14.3~21.5 cm,姿态误差分别控制在±2°、±5°内,能够满足实际跟踪需求。

切换滤波方法在深度图像噪声处理中的应用

基于Kinect深度图像的互动投影系统受到多种混合噪声干扰.单一的滤波方法只针对特定噪声,往往难以取得很好的效果,通常要将几种滤波方法联合使用.一般的联合滤波虽然可以保证图像的精确度,但算法复杂度高、耗时较长,影响了互动投影系统的实时性.针对上述矛盾,本文首次将切换系统方法引入到数字图像滤波领域,提出了一种任意切换滤波算法,并将其应用到实际的互动感投影系统中.实验结果表明,切换滤波算法既能很好地去除噪声,又能保证跟踪的实时性,达到了良好的目标跟踪效果,可以广泛应用于各种图像滤波处理系统中.

永磁同步电机模型预测的优化控制策略

为进一步改善在永磁同步电机(PMSM)模型预测控制(MPC)中,针对逆变器开关状态有限、预测精度不高导致电流脉动较大,稳态精度较差等问题,提出了一种通过合成虚拟电压矢量,拓展有限控制集,优化价值函数相结合的控制策略,可以提高电流预测精度,降低开关损耗。仿真和实验结果表明,与传统模型预测相比,优化后的控制策略取得了良好的控制效果,验证了该方法的有效性和可行性。

三电平ANPC变换器快速模型预测控制策略研究

针对有限控制集模型预测控制(MPC)策略在多电平变换器中预测模型和价值函数在线计算量大的不足,提出一种快速有限控制集MPC策略。该算法分两步预测,第一步根据价值函数代入6个正小矢量计算,从中选择一个值最小的正小矢量;第二步根据第一步计算出的价值函数最小的正小矢量,计算以该正小矢量为中心的四边形矢量的价值函数,最终选择一个最小的值作为输出矢量,这样大幅降低计算量,提高计算效率。最后,通过仿真和实验验证了该控制策略的可行性与有效性。

一种改进的单相九电平逆变器FCS-MPC方法

针对多电平逆变器悬浮电容电压传感器成本高、易受噪声影响、使系统设计复杂化的问题,提出了一种改进的模型预测控制方法。该算法可分为两步:第1步根据母线电容电压、当前的开关状态、输出电压在线估算出飞跨电容电压;第2步根据价值函数代入13个电压矢量,计算各个电压矢量的价值函数值,选择一个最小的值作为输出电压矢量。该方法无需昂贵的飞跨电容电压传感器,省去了传感器及其调理电路,降低了逆变器的体积和成本,实现了对电容电压和负载电流的跟踪控制。最后,通过仿真和.实验验证了该算法的可行性。

三电平逆变器有限开关序列模型预测控制策略

针对三电平有源中性点箝位(ANPC)逆变器采用模型预测控制(MPC)策略时存在开关频率不固定和采样频率较高的缺点,提出了一种有限开关序列模型预测控制(FSS-MPC)策略。该策略将控制集确定为10组开关序列,构建了包含中性点电压偏差的目标函数,通过滚动优化确定最优开关序列,从而控制中性点电压平衡和减小开关器件损耗。最后通过仿真和实验验证了控制策略的有效性。

一种改进的电压源逆变器无模型预测控制方法

针对传统电压源逆变器模型预测控制(MPC)中存在模型依赖性强和电流纹波大的问题,提出一种基于扰动补偿的无模型预测控制(MFPC)方法。该方法首先通过设计全阶滑模观测器(SMO)估计集中扰动,改进电压源逆变器的超局部预测模型,提高了预测控制对模型参数的鲁棒性;其次,在基本电压矢量的基础上构建了新的虚拟电压矢量,扩大了预测控制中的矢量选择范围,降低了电压源逆变器的输出电流纹波。最后,通过实验验证了所提方法的可行性与有效性。

三电平ANPC逆变器中点电压平衡的VSVPWM控制策略

提出了一种用于控制三电平ANPC逆变器中点电压平衡的改进式虚拟空间矢量调制(VSVPWM)方法,该方法使用与传统VSVPWM调制方法一样的基本矢量参与合成虚拟小矢量和虚拟中矢量,并根据采样得到的中点电压偏移情况以及三相电流的大小。在低调制度时,重新计算合成虚拟小矢量的正负小矢量的分配系数;在调制度较高时,重新选择产生不同中点电流的改进式虚拟中矢量,从而达到动态调节中点电压平衡的目的。此方法增强了中点电压平衡的控制效果,且实现了对整个矢量空间范围内中点电压的控制。最后,通过仿真和实验验证了所提出的控制策略的有效性。

三相并网逆变器状态反馈模型预测控制策略

在三相并网逆变器中,由于传统的电流模型预测控制(MPC)系统中存在建模误差等因素,导致评估函数选出的预测值在应用时不一定仍具最优性。基于传统比例积分(PI)调节对给定电流良好的跟踪性基础上,提出了一种具有状态反馈、误差补偿的MPC算法,根据前一时刻电流预测值与实际电流采样值的偏差补偿当前时刻预测函数模型系统的输出,从而减少由建模误差造成的预测值与实际值的偏差。仿真和实验结果表明:加入反馈校正后,模型电流预测算法的控制性能大大提高,有效减少了谐波含量。从而验证了该方案的可行性和有效性。