前言

<正>高效、清洁、低碳是当今世界能源发展的主流方向,全球各国竞相加大能源科技研发投入,着力突破新能源和储能等关键技术,加快发展战略性新兴产业,抢占新一轮全球能源变革和经济科技竞争的制高点.然而,具有间歇性、随机性和波动性等固有特性的新能源接入使得当今能源系统特性发生了深刻复杂的变化,多种规律并存且相互作用,结构与运行机理愈加复杂,呈现出高度随机非线性、强实时性、分布式、数据不确定性、复杂异构等典型特征,给相关领域的控制理论与关键技术提出了新挑战.为     

一种改善矩阵变换器系统动态性能和稳定性的控制方法

提出了一种简单实用的改善矩阵变换器系统动态特性和稳定性的虚拟电阻方法.矩阵变换器系统存在潜在不稳定的根本原因是输入滤波器对不同次数的谐波的传输系数不同.论文提出采用虚拟电阻算法代替实际电阻来衰减系统中LC输入滤波器的振荡,不增加任何的损耗,提高了系统的效率,改善了系统的动态性能和稳定性.仿真结果证明了所提出方法的正确性和可行性.     

矩阵变换器驱动异步电动机仿真研究

论述了空间矢量调制矩阵变换器基本原理,深入分析了空间矢量调制策略,推导出矩阵变换器开关状态表,在MATLAB/SIMULINK平台上,建立了矩阵变换器简单实用的仿真模型,并针对矩阵变换器驱动异步电动机起动、运行的开环系统进行了仿真,仿真结果验证了空间矢量调制策略的可行性和正确性,表明矩阵变换器具有优良的输入输出特性,为矩阵变换器在高性能的交流调速闭环系统中的具体实用打下基础.     

混合动力汽车DC/DC辅助电源轨迹规划及双积分滑模控制

针对混合动力汽车低压辅助供电系统的应用要求,提出一种既能满足输入电压范围宽,又能实现给低压蓄电池进行合理充放电控制和能量管理的车载DC/DC辅助电源控制策略。在研究蓄电池三段式充电特性、各种工况及工作模式对DC/DC的要求和证明车载辅助供电系统微分平滑的基础上,提出了融合效率曲线、电流变化率与能量管理的多目标轨迹规划算法。为满足系统输出微分平滑的前提,即输出电流能快速准确跟踪参考电流,提出适合电流内环的双积分高阶定频准滑模控制算法,给出了数学模型和控制器设计方法。最后,搭建了系统仿真模型、工程样机及实验平台。仿真与实验结果及工程应用证明了所提DC/DC辅助电源控制策略的有效性和可行性。     

基于自适应虚拟惯性的微电网动态频率稳定控制策略

微电网作为分布式电源的有效载体,通过分布式电源并联连接形成独立电网。而微电网中传统下垂控制的输出频率动态响应速度快,在负荷频繁波动下易受到较大扰动。为了提高微电网频率的动态稳定性,文中提出了一种基于自适应虚拟惯性的同步发电机的控制策略,该方法模拟同步发电机的行为,构造频率变化率与虚拟惯性的关系,自适应改变虚拟同步发电机控制的惯性,从而提高微电网系统抗干扰能力和过载能力。相比于传统的交替惯性方法,所构造的自适应惯性算法不需要采样频率微分项,避免了引入系统噪声,同时实现了惯量的平滑灵活调节,具有较强的鲁棒性。另外,利用李雅普诺夫稳定理论分析了所提算法的收敛性和稳定性。仿真和实验结果表明所提方法提升了微电网频率的动态稳定性,从而验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

新型电力变换装置-矩阵变换器

交流电力变换器发展到今天，已经出现了3个基本平台．即交直交电力变换器平台、传统周波交交变换器平台和矩阵变换器平台。目前用量最大的是基于交直交变换的通用变频器，这种变换器已经产品化和实用化。它是通过两级电力变换器实现的，由3个环节构成，即整流器、直流环节和逆变器。这种变换器存在以下缺点：一是电网功率因数低（一般在0．5左右）；二是电磁兼容性（EMC）较差。     

矩阵变换器输入滤波器的多目标优化设计

在深入分析滤波器对系统物理本质影响的基础上，选取了适当的滤波器结构，归纳、总结和完善了矩阵变换器输入滤波器的设计原则。提出一种输入滤波器的多目标优化设计方法。该方法以确保系统稳定、谐波总畸变率低、避免开关频率谐波电流造成滤波器谐振为约束，以工程费用、基频压降、基频相移、功率稳定裕量和阻尼电阻功耗为目标。从矩阵变换器系统稳态数学模型出发，推导出各项性能指标及约束条件的解析表达式。提出采用基于Pareto最优的非劣排序遗传算法（NSGA-II），并对此算法的约束处理作了改进。开发了通用的基于Pareto最优的输入滤波器的多目标优化算法软件，给出了具体优化实例，并对优化结果进行了分析。     

基于DSP+CPLD的双级矩阵变换器设计与实现

传统矩阵变换器的结构简单,功率密度较高,但其换流问题和复杂的PWM调制方法限制了它在工业领域中的应用.双级矩阵变换器(TMC)在保持传统矩阵变换器所有优点的同时,可使PWM调制算法更加简单.整流端的开关实现了零电流换流,没有传统矩阵变换器中的换流问题.针对TMC的控制要求,提出了一种基于DSP CPLD实现TMC的方法;开发了一套TMC装置.实验结果表明,该TMC具有优良的输入输出特性.