基于虚拟负载的快速变步长光伏电池最大功率点跟踪方法

光伏系统最大功率点跟踪的传统方法涉及步长和周期的选取,而变步长算法需依赖系统参数等条件,影响系统的跟踪响应速度以及稳定性。为了进一步加快最大功率点的搜索速度同时降低稳态时功率输出振荡,提出一种新型快速变步长搜索算法。通过定义虚拟负载线并结合I-V曲线实现最大功率点的定向跟踪,可以在数个运算周期将工作点锁定在最大功率点附近。再通过对容许误差的定义,实现了稳态时输出功率无振荡。实验证明了所提算法能够显著提高搜索速度并保证了输出的稳定性,能够适应不同外部环境的快速变化。     

配电系统电力电子变压器拓扑结构综述

电力电子变压器(PET)是一种结合电力电子变换器和高频变压器而构成的电能传输设备,在坚强智能电网的建设中有着巨大的应用价值。本文对国内外研究的配电系统电力电子变压器热点拓扑结构做了分类,并针对各种实现方案进行了分析和对比。指出电力电子变压器在减小自身体积和重量、电能质量调节等方面具有传统变压器不可比拟的优势。尤其是具有直流环节的三级型结构,其良好的控制性能使电力电子变压器可实现更多的功能,也为分布式发电系统更好地融入智能电网提供了通道,是电力电子变压器未来的发展方向。最后就电力电子变压器的实际应用提出了需要重点研究的几个关键问题。     

基于改进空间矢量PWM的AC/DC/AC准全硅变换器

针对不控整流式的AC/DC/AC变换器,提出一种改进的空间矢量PWM方法应用于变换器的逆变级调制来取消或减小直流侧的大容量电容。其主要思想是根据负载功率因数角判断是否需要在直流侧放置一小容量续流电容,然后根据直流波动电压的采样值和SVPWM控制策略下电容的充放电规律来修正调制比。文中给出了最小电容值的计算方法,此电容与传统的平波电容相比容量显著减小且仅作倒灌电流的续流通道,所以称此变换器为准全硅变换器。最后针对所提出的准全硅变换器用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真和实验结果验证了其可行性。     

基于补偿函数的SPWM矩阵变换器控制策略

应用矩阵变换器的交直交等效模型,在其交直和直交2个虚拟环节上,分别采用不控整流和SPWM2种简单易实现的调制方式。在三相输入电压对称或非对称的情况下,虚拟整流环节输出的是直流波动电压,为消除此直流波动电压对虚拟逆变环节SPWM调制输出的电压、电流波形的影响,利用开关函数概念推导了对SPWM的调制波进行补偿的补偿函数。其原理是通过向调制波中注入反极性的、幅值随直流波动电压瞬时值变化的正弦波来消除输出电压中的低次谐波。该方法同样适用于输入电压非对称的情况,而且其硬件实现电路简单。应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果表明在输入电压对称或非对称的情况下都能获得良好的输出电压波形,验证了所提控制算法的正确性。     

新型低谐波直流可控电抗器

直流可控电抗器是无功补偿的重要装置,但其本身由于磁化曲线的非线性特性会产生大量谐波.为改善其性能,提出了一种基于电流型有源滤波器的低谐波直流可控电抗器,其基本结构是在传统的直流可控电抗器的交流侧增加谐波补偿绕组.电流型有源滤波器检测出可控电抗器输入电流中的谐波分量,并产生与此谐波电流大小相等方向相反的补偿电流,通过补偿绕组耦合到可控电抗器的输入电流中,从而使输入电流接近正弦.文中讨论了这种低谐波直流可控电抗器的结构、工作原理及控制原理,并通过仿真分析进行了验证.     

新型正交铁心可控消弧线圈的研究和发展

研究了中性点非直接接地方式中的可控消弧线圈的发展与现状,以及可控消弧线圈的分类方法.其中主要介绍了几种随调式可控消弧线圈的工作原理,并进一步提出新型正交铁心结构的可控消弧线圈,分析了正交可控消弧线圈的工作机理和磁路模型.该正交结构可控消弧线圈具有较好的应用前景和实用价值.     

基于脉宽调制静止无功补偿器的模糊变结构控制方式研究

将模糊控制引入变结构控制,可以减弱变结构系统存在的抖动问题.脉宽调制静止无功补偿器(PSVC),与其它静止无功补偿器(SVC)相比,它具有结构简单、控制方便、响应速度快、谐波小等特点.文中首先建立了PSVC的数学模型,设计了PSVC模糊变结构控制器.仿真结果验证了该控制器对外部扰动具有较强的鲁棒性,能够减小控制系统趋于稳态时的抖动,并能够有效地提高控制系统的稳定性及改善控制系统的动态性能.     

基于粒子群优化的模块化多电平变换器阶梯波调制策略

选取合适的开关角迭代初值是模块化多电平变换器(MMC)阶梯波调制方法实现的关键。为此提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的阶梯波调制策略。该策略采用PSO算法得到优化的开关角初值,再运用牛顿迭代法快速计算出开关角的精确解。所提出的方法辅以电容电压排序平衡策略可以有效地解决子模块电容电压均衡问题,具有低复杂度和开关频率的优点。以三相五电平MMC系统为例,搭建了低压物理模型的验证平台。仿真和实验结果证明了所提方法的正确性和可行性。     

基于零序电压注入的模块化多电平变流器故障容错控制

随着模块化多电平变流器(MMC)在高压大功率电能变换领域的应用日渐增多,其故障带来的损失将显著增加。为了解决上述问题,文中提出了一种针对三相三线制系统的MMC容错控制策略。利用电容电压冗余排序方法克服普通载波层叠脉宽调制方法所固有的功率不均衡;在详细阐述不同容错控制方案的基础上,提出零序电压注入方法,以保证线电压恒定为基本思路,对超出临界电压区间的调制波进行重构,使MMC具有可靠的故障穿越能力。最后,以一台4.5kVA的三相MMC样机为例进行了实验验证,实验结果验证了所述方案的正确性和可行性。     

基于准比例谐振控制的MMC新型环流抑制器

模块化多电平换流器(MMC)存在内部环流,文中对其环流进行了简要分析,指出了对之进行抑制的必要性。提出了一种基于直接反馈控制原理的MMC新型环流抑制器,该控制器通过陷波器来提取环流中的二次基频分量,并以准比例谐振控制器对子模块调制信号进行补偿,从而达到了限制二次环流的目的。该方法原理简单,易于实现,同时对单相及三相系统均适用。仿真结果验证了所述方案的正确性和可行性。