基于滞环控制的储能变流器分析与设计

虽然变流器的很多控制电路都已经数字集成化,但由于数字电路主要受限于采样速率及处理器频率等因素的影响,其响应速度较模拟电路慢。采用了PI双环控制并结合滞环PWM发生电路,搭建了一种DC/DC模拟控制电路,通过仿真和实验证明,设计的DC/DC控制电路,可以实现DC/DC双向变换以及开关管移相输出的功能。提高了整个系统的开关频率,减小了总输出电流的脉动幅值。     

电池储能技术控制方法研究

总结介绍了6种常用的控制方法,阐述各自工作原理以及优缺点,针对一实际算例,就能量型与功率型储能系统,设计了其DC／DC和DC／AC控制策略及DC／AC滤波环节,并给予Matlab／Simulink仿真平台搭建风储系统仿真模型。通过仿真结果表明,所设计控制策略下的电池储能能够平滑风电输出的波动,达到并网要求,2种不同类型的储能电池,能够优势互补,利于延长储能电池寿命。     

锂离子电池储能系统建模与控制策略研究

研究了含DC/DC变换器的锂离子电池系统的充放电特性。以锂离子电池等效电路为基础,提出了电池侧电感平均电流内环控制及恒功率、恒电流和恒电压切换的外环控制DC/DC双闭环策略。以锂离子电池当前荷电状态和充放电指令为输入条件,建立模糊控制模块,基于模糊理论对其充放电进行自适应安全控制。仿真结果表明所建立锂离子模型及控制策略正确性有效性。     

锅炉过热汽温控制策略仿真研究

利用模块化仿真技术建立锅炉汽水系统数学模型,通过仿真试验进行过热汽温控制策略的仿真研究,对smith预估控制、增益自适应控制系统和传统PID系统的控制性能进行了仿真分析.仿真结果表明,模型能够正确反映锅炉汽水系统的动态特性,Smith预估控制及增益自适应控制策略比常规PID串级控制策略的控制性能有明显的改善和提高.     

PWM逆变器的建模与双环控制策略

为准确分析有源逆变器的运行特点,根据系统控制策略的需要,在考虑了有源逆变器输出的基础上采用开关函数法建立了有源逆变器的开关周期平均模型。提出一种前馈加双环控制的控制策略,它的双环控制包括一个电感电流内环控制和一个瞬时电压外环控制。仿真结果显示该系统有很好的正弦波输出波形,快速的动态响应和高精度的输出电流。     

电控柴油机实时控制仿真系统的试验验证与应用

电控柴油机动态实时仿真系统是开发柴油机电控系统的先进工具.作者研制了这一系统的硬件结构与仿真模型,并对仿真系统进行试验验证,研究了实时计算性能和仿真精度.在完成仿真的试验验证后,将仿真系统扩展为综合开发系统,对发动机控制单元进行仿真调试,为柴油机电控系统提供了方便、实用的开发工具.     

基于智能卸荷电路的双馈风电机组故障穿越控制

双馈风电机组并网比例不断提高,加剧了电网遭遇外部故障导致规模化脱网问题。文章介绍了现有风机故障穿越控制方案的原理,考虑到频繁投切直流卸荷电路电阻易引起电压波形畸变、超级电容器控制方案成本过高等问题,提出了基于智能卸荷电路的双馈风电机组故障穿越控制方案。该方案将卸荷电阻通过DC/DC变换器与直流母线相连,在控制电路中引入有功功率-直流母线电压的下垂控制环节,实现故障期间电路电阻吸收功率的动态调节,同时设置高、低电压穿越两种模式,根据并网点电压变化情况自主启动。最后,在Matlab/Simulink中对智能卸荷电路控制策略进行验证。仿真结果表明,基于智能卸荷电路的风电机组故障穿越控制策略在直流母线电压抑制、电压恢复所需时间、转子电流畸变程度和方案经济成本等方面具有优势。     

基于空间矢量的三相光伏并网逆变器解耦控制研究

提出一种基于电网线电压空间矢量的三相光伏并网逆变器解耦方法,将复平面分为6个扇区,在每个扇区内实现两相开关解耦,分别控制相应的输出线电流,实现电流跟踪,改善并网电流波形。最后,利用MATLAB建立三相光伏并网逆变器双环系统仿真模型,仿真结果证明了该方法的有效性。     

光伏发电系统的新型DC/DC变换器设计

针对传统全桥DC/DC变换器存在的硬开关损耗和因开关管开关特性不一致使变压器原边磁芯单向饱和问题,设计了一种用于光伏发电系统中的移相ZVS全桥DC/DC变换器,控制电路采用基于芯片UC3875的双环反馈方案,驱动电路由专用驱动集成芯片IR2110S构成.不仅实现了开关管的软开关控制、降低开关损耗、提高系统效率,还可解决偏磁问题,使变压器的磁通密度工作接近于饱和点.实验样机的研制验证了设计的可靠性.     

两级式光伏并网系统建模与控制研究

建立了由Boost DC/DC电路和LCL滤波器的逆变电路组成的两级式单相光伏并网系统数学模型。前级Boost DC/DC电路采用变步长的扰动观察法调节占空比改变光伏阵列的输出电压,实现最大功率点的跟踪;后级LCL滤波器逆变电路采用电网电压前馈和电流跟踪控制技术,利用前馈补偿有效抑制电网波动,具有很好的跟随性能和抗干扰性能;改善系统的动态性能,有效减少系统产生的高次谐波。最后用Matlab软件对该模型进行了仿真,证明了建模和控制方法的有效性和可行性。     

Two-loop controller for maximizing performance of a grid-connectedphotovoltaic-fuel cell hybrid power plant

Maximizing performance of a grid-connected photovoltaic (PV)-fuel cell hybrid system by use of a two-loop controller is discussed. One loop is a neural network controller for maximum power point tracking, which extracts maximum available solar power from PV arrays under varying conditions of insolation, temperature, and system load. A real/reactive power controller (RRPC) is the other loop. The RRPC achieves the system's requirements for real and reactive powers by controlling incoming fuel to fuel cell stacks as well as switching control signals to a power conditioning subsystem. Results of time-domain simulations prove not only the effectiveness of the proposed computer models of the two-loop controller but also its applicability for use in stability analysis of the hybrid power plant     

直流微电网微电源接口分析与控制策略设计

多数分布式电源发出的电能需要通过整流逆变后接入交流微电网,增加了电力电子器件的使用,降低了能量转换效率。介绍了更适合直流微电源和高频交流微电源接入的直流微电网拓扑结构,分析了交流微电源、直流微电源、储能装置与直流微电网间的电力电子接口,设计了以上接口的控制器,提出了整个直流微电网的控制策略。在Matlab／Simulink中建立上述直流微电网仿真模型,仿真结果表明,所建立的电力电子接口的正确性和所提出的控制策略的有效性。     

Control of a wind farm with an internal direct current collection grid

For a high‐voltage, direct current connected wind farm, an internal direct current (DC) collection grid is a possible further development that can reduce the weight of the transformers significantly, with average losses for the DC system of 3%. For the internal DC grid, the DC/DC converters control the power flow and thereby also the voltages. In this paper, the control of the DC/DC converters in the wind farm is investigated in detail. The control strategy is presented, and suitable time constants are chosen depending on the switching frequency of the converters. Also, the required capacitor size to keep the voltage variations within 5% of the rated value in the case without communication within the wind farm is derived. It is shown that the control is stable and can handle faults on the external grid without any communication within the wind farm. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

直流模块式光伏发电系统前级DC/DC变换研究

针对传统集中式光伏发电系统结构存在的问题,介绍了直流模块式光伏发电结构,并利用反激变换器作为直流模块式光伏发电系统的前级直流模块,采用变步长的滞环比较法实现光伏电池的最大功率跟踪控制,采用带有输入电压前馈控制的电压闭环控制策略实现直流母线的稳压控制。试验结果表明,该方案可行。     

直流微电网控制保护策略研究

  目的  直流微电网的控制及保护技术,对保证直流微电网的可靠、安全运行具有重要作用。论文旨在解决直流微电网设计中的关键技术问题。  方法  从直流母线拓扑结构选择、并离网切换控制策略、保护配置方案三个方面深入开展研究。  结果  通过研究,给出了直流母线拓扑结构选择原则、直流微电网的控制策略流程、保护分区及配置,并对直流互感器的选择进行了分析比较。  结论  研究成果在国家示范项目中得到了有效性验证,投运以来运行效果良好。     

数模混合实时仿真系统直流分量消除研究

为解决数模混合实时仿真系统直流分量消除问题,提出一种电流直流分量大小工况识别和PI控制的直流分量瞬时补偿策略相结合的方法消除直流分量,即稳态时消除直流分量,暂态时若电流直流分量小于定值S予以消除,反之予以保留,并通过仿真试验验证其有效性。结果表明,该方法可有效消除稳态工况下的直流分量,保留系统暂态故障所需的直流分量,保证数模混合仿真系统准确、高效、稳定的工作。该研究为消除数模混合实时仿真系统的直流分量提供了新方法。     

Combined operation of DC isolated distribution and PV systems for supplying unbalanced AC loads

This paper describes a DC isolated network which is fed by distributed generation (DG) from photovoltaic (PV) renewable sources to supply unbalanced AC loads. The battery energy storage bank has been connected to the DC network via DC/DC converter called storage converter to control the network voltage and optimize the operation of the PV generation units. The PV units are connected to the DC network via its own DC/DC converter called PV converter to ensure the required power flow. The unbalanced AC loads are connected to the DC network via its own DC/AC converter called load converter without transformer. This paper proposes a novel control strategy for storage converter which has a DC voltage droop regulator. Also a novel control system based on Clarke and Park rotating frame has been proposed for load converters. In this paper, the proposed operation method is demonstrated by simulation of power transfer between PV units, unbalanced AC loads and battery units. The simulation results based on PSCAD/EMTDC software show that DC isolated distribution system including PV units can provide the balanced voltages to supply unbalanced AC loads.     

弱电网下双馈风机多机系统直流电压控制时间尺度的建模与稳定性分析

研究了弱电网下双馈多机系统直流电压控制时间尺度的建模和稳定性。首先,建立了双馈多机系统直流电压控制时间尺度的小信号模型,包括直流电压控制、有功功率控制、端电压控制和锁相环,可以充分刻画风机直流电压控制时间尺度的动态特性。然后,通过特征根和主导振荡模态参与因子分析,研究影响双馈多机系统稳定性的主导风机和主导控制环路,其贡献点在于揭示不同控制带宽下影响双馈多机系统稳定性的关键因素。研究发现在双馈风机的各控制环路中,锁相环对风机稳定性的占主导地位,而直流电压环对风机稳定性的影响最小。最后,建立双馈多机系统时域仿真模型,验证了建模和稳定性分析结果的有效性。     

基于改进型恒压控制与直流电压控制的交流微网协调控制方法研究

PQ控制、下垂控制与交流微网中光伏发电、风力发电等微电源之间存在协调性差问题,该文通过采用交流微网的直流电压控制策略,可使直流电压控制与光伏发电、风力发电之间的配合与协调更好,但当采用直流电压控制时,光伏发电、风力发电微电源的恒压控制策略就无法实现,为此改进恒压控制策略,提出基于改进型恒压控制与直流电压控制的交流微网的协调控制策略。Matlab/Simulink仿真结果验证了该文所提控制策略的有效性和可行性。     

低压柔性直流微电网的电流互感器应用分析

  [目的]  低压柔性直流微电网是沟通储能、电动汽车等直流设备与中压直流配电网的桥梁。随着直流技术发展及越来越多直流设备接入电网,发展低压柔性直流微电网具有可行性、必要性。直流电流互感器是低压柔性直流微电网的重要组成部分。  [方法]  分析了典型的低压柔性直流微电网应用场景,对比了直流电流互感器,从可靠性、经济性角度分析了直流电流互感器的选型。  [结果]  该应用场景下精度要求高的支路保护、控制独立配置电流互感器,精度要求低的支路保护、控制共用电流互感器,当前技术水平下,推荐使用电阻分流器或巨磁电阻效应传感器。  [结论]  提出的当前低压直流电流互感器选型、应用分析是正确并有效的,同时也为其他应用场景提供了选型、配置建议。