基于微粒群算法的BBMC控制参数优化研究

基于双闭环控制的BUCK-Boost矩阵变换器(BBMC)具有优良的电气性能,然而其控制参数因采用试凑法获得而难以达到最佳控制效果,为此提出采用微粒群算法对其控制参数进行优化。介绍了BBMC双闭环控制策略与微粒群算法的基本原理,阐述了采用微粒群算法对BBMC双闭环控制策略的控制参数进行优化的具体设计方法,并利用MATLAB对其控制效果进行了仿真验证,同时与试凑法获得的控制参数进行了对比仿真分析。结果表明:利用微粒群算法优化获得的控制参数较试凑法获得的控制参数具有更好的控制效果,BBMC输出波形的谐波失真度更小。     

一种Boost型双输入推挽全桥双向DC/DC变换器

在多输入双向变换器应用需求逐渐增多的背景下,介绍了一种Boost型双向双输入推挽全桥DC/DC变换器的电路拓扑,由于采用了双向脉冲电流源单元,拓扑结构得到简化,元器件数量较少、降低了系统的成本,并且变压器起到了良好的隔离作用。详细分析了拓扑的五种工作模态,具有实际应用价值,推导了拓扑的输入输出关系。最后分析了仿真和实验结果,验证了理论分析的正确性。     

含多直流环节的混合结构有源配电网潮流计算方法

分布式发电和先进电力电子技术在配电层面的广泛应用将使得系统中出现大量的直流环节,极大地改变传统配电网的网架结构和运行方式,对智能电网环境下配电网的快速仿真与模拟提出更高的要求。潮流计算作为快速仿真与模拟最基本也是最关键的分析计算功能必须能够适应这种变化。为此,研究了含多种直流环节的配电网中关键设备的建模方法,提出了考虑不同控制方式的换流器稳态模型,将分布式电源分为可控性和不可控性两大类,并给出了相应的处理方法;提出了基于Zbus高斯算法的配电网混合潮流求解方法,并利用换流器实现各个交直流子系统之间的潮流信息互动;最后,基于IEEE 123节点算例设计了一个典型的配电网算例,对所提出的潮流计算方法进行了测试和验证。     

DCM模式下交错并联磁集成双向DC/DC变换器的稳态性能分析

针对目前交错并联磁集成双向DC/DC变换器工作在DCM模态下的分析不全面这一研究现状,以两相电感进行耦合的两相交错并联磁集成Buck/Boost双向DC/DC变换器为例,在轻载时关断MOS管,利用MOS管的体二极管具有单向导电的特性,避免电感电流出现负值,从而降低变换器的能量损耗,提高变换器的效率。首先深入分析了运行在Buck状态下的双向DC/DC变换器的DCM模态的稳态性能。其次,分析了变换器的工作状况转换条件,求出各模态转换的临界负载电流。并通过引入的变比与其他参数之间的关系具体分析变换器在各种工作情况(CCM/DCM)下每相相电流的变化规律,同时找出变换器的总输出电流的变化规律。最后,通过仿真和实验的具体数据验证理论分析的可靠性。     

基于断续导通模式下的PCS中双向DC/DC变换器的研究

为获得较高的功率密度和减小开关损耗,将PCS中双向DC/DC变换器设计在断续导通模式(DCM)下,并采用交错并联结构弥补DCM下电压电流纹波较大的缺陷。分析研究变换器采用不添加额外半导体器件的控制型软开关技术,实现开关软通断,减小开关损耗。最后推导了实现软开关的死区时间、电容、电感等设计公式。通过实验,验证了理论分析的正确性。     

两级式并网变换器级联稳定性及控制策略研究

直流微电网通过并网变换器与交流电网相连,实现功率的双向流动及直流母线电压的稳定,两级式并网变换器以其直流侧电压调节范围大、动态响应快等优点被用于低压直流微电网中。以母线电压为400 V的直流微电网为背景,研究两级式并网变换器的控制策略及其级联稳定性。提出以直流母线电压为控制信号的两级式并网变换器均流策略,实现直流微电网功率的自动平衡及并网变换器功率的双向流动。建立两级式并网变换器的小信号模型,设计控制器参数,并根据阻抗比判据分析了两级式变换器的级联稳定性。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能够跟踪直流母线电压的变化,平衡直流微电网功率,稳定直流母线电压,并实现并网变换器功率的双向控制,具有良好的动态响应。     

基于星型接法的链式无功功率调节系统的研究

三相链式功率调节系统可用于电网的瞬态无功调节。该系统由多个独立的H桥单元串联组成,由于各H桥单元损耗以及直流母线上电容参数不同,将引起系统各个直流母线电压不平衡,从而影响系统的可靠运行。本文提出了一种具有软充电功能的拓扑结构,针对三相直流母线电压不平衡的问题,采用了一种基于负序电压注入的平衡三相直流母线电压的方法。论文说明了控制方法的原理,推导了主要的实现步骤。物理实验证明了系统控制方法的有效性。     

全桥移相ZVZCS变换器建模与控制策略仿真研究

针对全桥零电压零电流变换器引入了变压器副边有效占空比的概念,并且在BUCK变换器的开关等效模型基础上建立了ZVZCS全桥变换器的小信号等效模型,通过所建模型,提出建立电压外环电流内环的分数阶PID控制方案,仿真验证了控制方案的正确性。最后仿真验证了建模的合理性和双环控制的有效性。     

基于buck电路的矩阵变换器策略的改进

基于buck电路矩阵变换器的控制策略,动作响应快,具有一定的抗干扰性,而矩阵变换器的缺点是电压传输比低。在此基础上对其进行改进,在矩阵变换器前端加入z源网络,通过控制占空比和调制系数起到buck-boost的作用,提高矩阵变换器的电压传输比。介绍了该方法的数学规则,给出对应开关管的占空比系数的数学表达式。通过Matlab/Simulink软件建立矩阵变换器的数学仿真模型,验证了这一改进的正确性和可行性。     

大扰动Buck-Boost变换器的鲁棒高阶滑模控制

在利用诸如风、光、氢等随机性新能源发电的过程中,由于间歇性的能量输入和不断变化的输出负载等原因,对电源变换器的鲁棒性设计提出了更高的要求。针对传统滑模控制变换器自身存在不可避免的抖颤问题,该文基于一种Super-Twisting高阶滑模控制算法,设计了以TMS320F28035为控制核心的无抖颤、强鲁棒滑模电源变换器。并以Buck-Boost变换器为例,针对随机性新能源发电中输入输出端存在的大扰动问题,与增量式PI控制效果进行对比实验。实验结果表明:高阶滑模控制变换器在输出负载大扰动下具有很强的鲁棒性;高阶滑模控制变换器在输入电压大扰动下同样具有很强的鲁棒性。