Z-源稀疏矩阵变换器励磁的双馈风力发电系统

针对矩阵变换器电压传输比低和其励磁的双馈风力发电系统(DFIG)易受非正常输入波动影响的不足,提出了一种适用于DFIG励磁的Z-源稀疏矩阵变换器系统。利用Z-源的升压特性来提高电压传输比,检测电容电压实现对直通因子的自动调节,从而实现对网侧波动的自动抑制。建立了系统数学模型,推导了DFIG系统定子磁场定向矢量控制策略表达式,搭建试验样机对所提方案进行试验验证,在亚同步、同步、超同步三种发电状态下的波形和并网试验结果验证了方案的可行和有效性。     

双级矩阵变换器励磁双馈风力发电系统比例谐振控制

双级矩阵变换器(two stage matrix converter,TSMC)存在中间直流环节,但不包含大容量直流环节储能电容。鉴于此,引入TSMC作为双馈风力发电系统的励磁电源,建立了基于定子磁链定向的双馈风力发电控制系统。同时,结合比例谐振(proportional resonant,PR)控制器的特性,设计了转子侧变换器PR控制策略。研究发现:该方法通过将矢量控制策略下的有功电流和无功电流分量转换到静止坐标系下进行调节,能实现双馈发电机有功、无功功率的独立调节;与采用PI控制器的矢量控制相比,该控制策略无需多次坐标变换,简化了控制算法;控制模型不存在耦合项和前馈补偿项,提高了系统的鲁棒性;采用该控制系统能够改善系统输出电流质量。仿真与实验结果表明TSMC励磁双馈风力发电系统的PR控制具有良好的动、静态性能。     

矩阵变换器系统小信号模型稳定性分析

提供了一种基于小信号模型的矩阵变换器稳定性分析方法。以电源、二阶输入L-C滤波器、矩阵变换器和R-L负载为对象,建立矩阵变换器系统小信号模型。获得传递函数,通过对其零极点的分布进行分析,探明了各参数对系统稳定性影响的规律,并着重研究了矩阵变换器管压降、换流和死区这些非线性因素对系统稳定性的影响。通过傅里叶分析给出了谐波表达式,分析了这些非线性因素与稳定性的关系。仿真结果验证了建模和分析结论的正确性。     

高性能单相电压型逆变器输出控制实验研究

针对单相电压型逆变器固有的输出电压幅值和相位落后于给定的问题,采用了一种多环反馈加前向通道前馈补偿的控制方案,该方案使逆变器在空载和负载下,其输出电压的幅值和相位均能完全跟踪正弦给定,同时使系统具有优异的稳压特性、动态特性和对非线性负载的适应性.介绍了该方案的理论依据,并搭建了一台2kVA的实验样机.实验结果证明了该方案的有效性.     

间接矩阵变换器有零空间矢量调制策略研究

针对间接矩阵变换器(IMC)无零矢量空间矢量调制(SVM)时直流侧输出平均电压存在低频脉动的问题,研究了一种直流侧平均电压为恒值的有零矢量SVM策略,推导了该调制策略的表达式,分析了零电流换流原理,给出了实现框图,并最终搭建了一台基于XE164单片机+CPLD的实验样机。实验结果表明,采用有零矢量SVM的IMC不仅可以满足日益严格的电网电能质量要求,同时输出具有更优异的传动性能。     

基于模型预测控制的三相?一相矩阵变换器偏磁控制

针对3相-1相矩阵变换器(3-1MC)中间侧无储能电容导致的弱抗扰性缺陷,提出一种适用于3-1MC带偏磁控制的模型预测控制(MPC)方法,利用模型预测控制提高3-1MC抗扰性。模型预测控制开关选择存在随机性,此随机开关状态会导致变压器直流偏磁饱和,在不改变硬件电路的前提下,在模型预测控制脉冲序列分配环节或品质函数中引入偏磁控制形成两种偏磁控制方案。搭建一台样机对方案进行验证,实验结果表明模型预测控制下3-1MC系统具有较强的抗扰能力,方案一改善了偏磁现象,方案二能有效解决3-1MC在模型预测控制下的偏磁问题。     

双级矩阵变换器换流策略研究

针对双级矩阵变换器(TSMC)特殊的换流问题,研究了一种可使TSMC安全可靠工作的换流策略。分析了四步换流原理,给出了实现框图,并最终搭建了一台基于英飞凌单片机XE164+CPLD的实验样机,对换流策略进行了实验验证。实验结果表明,四步换流是一种切实可行的换流措施,不仅能实现TSMC安全可靠换流,且对TSMC输入输出性能无影响。     

适用于双级矩阵变换器的空间矢量过调制策略

针对双级矩阵变换器电压传输比低的固有缺陷,结合电流型及电压型变换器的过调制策略,提出了分别适用于双级矩阵变换器整流级和逆变级的空间矢量过调制策略,该过调制策略使最大电压传输比从0.866提高到1.053,输出电压基波幅值精确线性控制,谐波畸变率较小,其中逆变级调制策略还可有效抑制输入电压突升突降对输出性能的影响,同时无需预存大量数据,算法简单,易于实现。仿真和实验表明了文中过调制策略的可行性和正确性。     

带负载电流前馈的VIENNA整流器PR控制

针对三相VIENNA整流器传统PI控制器存在输入交流静差和抗负载扰动动态性能差的问题,提出一种适用于VIENNA整流器的负载电流前馈比例谐振(PR)控制策略。利用PR控制器有效消除输入电压电流相位差,实现无静差跟踪。并在电流闭环外嵌入负载电流前馈补偿环节,将负载扰动信息通过前馈环节直接作用于电流给定,提高抗负载扰动动态调节时间,增强系统抗扰性。并将所提方法与传统PI控制策略进行性能对比测试,实验结果表明所用方法可以有效提高负载扰动下的动态性能和改善输入功率因数。     

基于泰森多边图的分场景充电基础设施规划

随着电动汽车的普及和发展,充电基础设施的规划和建设将步入规模化、网络化及配置合理化时代,充电基础设施的布局规划尤为重要。该文以汉中市电动汽车充电基础设施规划为研究对象,采用层次分析法预测了汉中市电动汽车保有量、年充电量和需新建充电站数量,并根据泰森多边图对充电站进行了合理规划。规划结果表明,多场景充电基础设施规划方法能够大幅提高充电基础设施的覆盖率,提升电动汽车基础设施规划的科学性、合理性。