基于暂态响应时间分析与暂稳态模式识别的锁相环参数自适应方法

锁相环的设计对保障交流网络中设备安全运行有着重要意义,锁相环实现方法与参数设计对锁相环的响应时间、抗扰能力等控制特性起到重要影响。本文通过结合小信号频域模型与大信号状态空间模型,分析同步坐标系锁相环的暂稳态响应特性,得出各参数设计对于锁相环控制特性的影响;在理论分析基础上,提出了基于响应时间与暂稳态模式识别的锁相环参数自适应框架。仿真与实验结果验证了所提出的参数自适应方法可以通过实现参数动态调节,达到对锁相环暂态快速响应与稳态抗扰的设计要求。     

基于双自适应扩展粒子滤波器的锂离子电池状态联合估计

为了更好地优化电池的能量管理,提高电池的利用效率,加强电池的安全性能,有必要对锂离子电池的荷电状态（SOC）和健康状态（SOH）进行精确估计。为解决噪声协方差取值和粒子采样分布问题,该文首先提出自适应扩展粒子滤波（AEPF）算法,根据状态向量预测的准确度自适应调整噪声协方差,并利用扩展卡尔曼滤波实现粒子分布函数的局部线性化。随后利用双自适应扩展粒子滤波（DAEPF）算法进一步实现电池SOC和SOH的联合估计,避免电池使用过程中模型参数变化对SOC估计的影响,并结合多时间尺度的方法节约所需的计算资源。最后在动态工况条件下对不同电池模型与算法进行对照实验,结果表明,改进后的算法收敛速度明显提升,且能够显著地提高电池的SOC与SOH的估计精度。     

电力电子变流器中的直接功率控制策略研究综述

介绍了直接功率控制(Direct Power Control,DPC)策略的产生背景与基本原理,归纳总结了DPC策略的发展现状。详细介绍了DPC策略三个子模块,即瞬时功率求解模块、功率内环模块、电压外环模块的具体实现方法,对比了每个子模块中各种方法的优缺点。总结了电力电子变流器中DPC策略的应用领域,并对其应用前景进行了展望。     

基于带通阻尼功率反馈的虚拟同步发电机控制策略

虚拟同步发电机(VSG)通过在虚拟惯量控制环节中引入阻尼功率反馈来抑制有功功率振荡。传统基于锁相环的阻尼功率反馈方案需要依赖电网电压信息,这违背了VSG要将并网逆变器控制成输出电压幅值和频率完全独立可控的自同步电压源的目标。而传统无锁相环阻尼反馈方案本质上将下垂控制和阻尼反馈简化成了一个下垂环节,因此不能同时满足功率振荡抑制以及电网一次调频的需求。为此,提出一种基于带通阻尼功率反馈的VSG控制策略,并对改进VSG控制策略的有功闭环特性进行分析,给出带通阻尼功率反馈环节的参数设计方法。该方案既可以有效抑制功率振荡,又可以消除阻尼功率反馈与下垂控制间的相互影响,进而保证VSG的一次调频以及有功功率分配性能可以满足电力系统的要求。最后,仿真和实验结果均证明了提出方法的有效性。     

基于隔离型双有源桥DC-DC变换器的三变量快速暂态电流控制

基于双有源桥式DAB（dual active bridge）DC-DC变换器提出了一种快速暂态电流控制策略,该控制策略具有3个控制变量。当负载或传输功率指令发生突变时,暂态快速电流控制策略能改善变换器的动态特性,在一个开关周期内使电感电流快速达到新的稳态,并能有效减小暂态过程中电感电流的直流偏置,防止变压器磁饱和。另外,使用叠加定理分析了DAB的稳态和暂态特性,根据分析结果,所提快速暂态电流快速控制策略能在1个开关周期内让变换器从一个稳态到另一稳态。最后,搭建功率等级为300 W的实验平台,通过实验验证了理论分析的正确性。     

优化模型预测控制与级联控制策略下MMC运行特性对比

对于模块化多电平换流器,模型预测控制具有预测状态多,计算量庞大,现有处理器无法实现的缺点。为此,结合子模块电容电压排序算法,提出一种优化的模型预测控制策略,大幅减小了模型预测控制算法的计算量,使得该算法应用于模块化多电平换流器成为现实。搭建了23电平模块化多电平换流器仿真与实验平台,并与目前常用的基于比例积分(proportion integration,PI)级联控制器的闭环矢量控制策略进行了对比,结果验证了所提策略的可行性与优越性。     

基于“DSP＋FPGA”的有源电力滤波器

有源电力滤波器(APF)越来越广泛的运用在电力系统中,用来补偿谐波和无功。本文对基于DQ旋转坐标系的无差控制方法,提出了“DSP＋FPGA”的控制系统,克服了单DSP运算能力不足的缺点,实现了补偿25次以内谐波电流的功能,实验表明,该控制系统能实现DQ旋转变换对计算量的要求。使用该控制系统,APF已经实现了单独补偿25次以内谐波电流的功能,补偿效果显著。     

双有源全桥变换器全状态离散迭代建模与输出电压纹波分析

针对双有源全桥(DAB)DC-DC变换器传统离散迭代模型的缺陷和不足,该文提出DAB变换器的全状态离散迭代模型,并基于此对不同参数和工况条件下的输出电压纹波进行分析.目前,国际上广泛采用的DAB变换器离散迭代模型是基于一个开关周期内不同子区间逐个迭代的,经过分析可以发现,传统离散迭代模型会遗漏状态变量的许多关键信息,并不能反映出变量的真实状态.通过深入分析DAB变换器的工作原理,提出的全状态离散迭代模型则包含了变换器在一个开关周期内所有关键时刻的状态变量信息.以输出电压为例,全状态离散迭代模型可以反映出工作子区间切换时刻的输出电压信息,因而其输出电压纹波分析结果更加真实,在此基础上的参数优化设计更有利于抑制输出电压纹波和提高系统可靠性.最后,通过仿真和搭建的实验平台验证了模型和理论分析结果的正确性.     

一种新型的快速电流检测方法的研究

为了提高并联型有源电力滤波器对快速变化的电流型负载进行灵活补偿时的性能，该文提出了一种带预测功能的电流检测算法。通过引入一种简单有效的预测算子可以使电流检测环节的动态性能大大提高，同时几乎不增加控制部分的复杂程度。结合作者提出的一种基于时域的电流检测算法，使有源电力滤波器能够根据不同的补偿目的进行灵活的补偿。实验结果证实了新的电流检测算法与传统的电流检测算法相比具有更好的动态性能。最后给出了采用新算法的有源电力滤波器根据不同补偿目的进行补偿的实验波形，补偿效果良好。     

并联型重复控制器在谐波电流源中的应用

谐波电流功率电源要求输出电流准确地跟踪指令信号。为实现该控制目标,在电流比例反馈闭环基础上引入重复控制策略,提高了输出谐波频率处的系统开环增益,实现大幅提高输出电流跟踪精度的目的。同时,通过分析控制参数对稳定性和稳态误差的影响,得到了控制参数的设计准则,最后,给出一套重复控制参数设计方法。该设计方法在仿真和实验中得到了较好的验证。