检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：季琳哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,永磁同步电机得到了广泛的应用。传统的永磁同步电机控制系统中采用位置传感器获取转子位置、转速信息。但是,位置传感器的安装降低了电机控制系统的鲁棒性。本文针对永磁同步电机全速度范围内的无位置传感器控制问题,设计了一... 详细信息

近年来,永磁同步电机得到了广泛的应用。传统的永磁同步电机控制系统中采用位置传感器获取转子位置、转速信息。但是,位置传感器的安装降低了电机控制系统的鲁棒性。本文针对永磁同步电机全速度范围内的无位置传感器控制问题,设计了一套控制方案,包括流频比启动、基于滑模观测器的无位置传感器控制,基于权重的切换方法,并提出了一种适用于中高速范围的准pr观测器方法。对于永磁同步电机的中高速运行阶段,采用了经典的基于SMO(Sliding Mode Observer)位置观测器的无位置传感器控制方法。首先介绍了SMO观测器的数学模型,其次利用李雅普诺夫定理讨论了滑模观测器的渐进稳定性。再次为了削弱抖振问题,采用饱和函数代替作为切换函数。最后通过仿真和试验对滑模观测器相关性能进行验证。为了避免抖振问题,提出了一种基于准pr控制方法的位置观测器。首先通过分析得到了实用的反电势观测器系统结构,其次比较不同控制器用于观测器的相关性能,其中,准pr控制器在基波角频率处有极大的增益同时兼具较大的带宽,最满足设计要求。再次,讨论了准pr观测器参数设计方法。最后仿真与实验证明基于准pr位置观测器的永磁同步电机控制系统具有良好的稳态、动态性能。针对启动问题,采取流频比起动法对低速运行的表贴式永磁同步电机进行控制。在介绍了流频比起动法原理的基础上分析了流频比启动法的自稳定性,最后,对流频比启动法进行了仿真和实验的研究。针对切换问题,提出了一种新型的切换方法。首先分析了传统的切换方法造成电流、转矩、转速波动的原因;针对该原因提出了基于权重的切换方法,完全消除电流、转矩、转速波动,实现了永磁同步电机无位置控制由低速至中高速的平稳切换。

关键词：表贴式永磁同步电机准pr控制器流频比启动状态切换滑模观测器

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双三相永磁同步电机驱动系统谐波抑制策略研究

双三相永磁同步电机驱动系统谐波抑制策略研究

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作者：赖鄹中国矿业大学

学位级别：硕士

随着电力电子技术及控制理论的不断发展,电力传动系统不再受到三相供电的限制。与传统三相传动系统相比,多相传动系统具有转矩脉动小、易于容错控制、可实现低压大功率输出等优点,在航空航天、船舶推进、电动汽车等高可靠性大功率传动... 详细信息

随着电力电子技术及控制理论的不断发展,电力传动系统不再受到三相供电的限制。与传统三相传动系统相比,多相传动系统具有转矩脉动小、易于容错控制、可实现低压大功率输出等优点,在航空航天、船舶推进、电动汽车等高可靠性大功率传动场合具有较好的应用前景。由于谐波子空间的电流无法形成旋转磁势,多相电机更易产生电流谐波,从而使电机的损耗增大,降低了调速系统的效率。因此,本文以双三相永磁同步电机为研究对象,对数学建模、调制策略、控制策略进行推导,并针对电流谐波问题展开深入的研究。建立自然坐标系下双三相永磁同步电机的数学模型,分别基于矢量空间解耦(VSD)变换和双d-q坐标变换,对双三相永磁同步电机进行建模,并对两种建模方式的区别和联系进行了分析,实现了电机模型的降阶解耦。通过仿真,验证了数学模型的正确性。基于矢量空间解耦(VSD)思想,对双三相电机电压矢量分布进行推导,由此引入两矢量和四矢量SVPWM调制。针对SVPWM调制无法实现四维电流控制的问题,引入载波脉宽调制(CBPWM),通过对两组相互独立的三相PWM调制信号注入零序分量,提高了直流母线电压利用率。通过仿真,验证了调制策略的有效性。分别基于双d-q坐标变换及矢量空间解耦,建立双三相永磁同步电机矢量控制系统,并分析了两种控制策略之间的区别和联系。对双三相永磁同步电机电流谐波产生机理进行分析。分别基于PI控制器和准pr控制器对定子绕组中的5、7次谐波电流谐波进行抑制,并提出了一种基于最小均方(LMS)自适应陷波器的双三相永磁同步电机谐波电流抑制策略。该策略通过在z1-z2谐波子空间引入四个LMS自适应陷波器,对电机定子中的5、7次电流谐波进行了抑制。在电机加减速过程中,该算法能迅速收敛,且对电机参数的偏移具有一定的鲁棒性。通过仿真,证明了该算法的有效性。最后,搭建了双三相永磁同步电机控制系统实验平台,对本文所提出的谐波抑制策略进行了验证,证明了本文中所研究理论的有效性和可行性。

关键词：双三相永磁同步电机矢量控制谐波电流抑制准pr控制器 LMS自适应陷波器

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一种双输入五电平逆变器四象限运行与控制方法研究

一种双输入五电平逆变器四象限运行与控制方法研究

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作者：于兆龙南京航空航天大学

学位级别：硕士

双输入逆变拓扑不仅通过单个逆变器集成两个输入端,实现两个电源同时或分时向负载供电;而且在新能源发电场合,相较于传统的两级式逆变器,能实现部分能量的单级传输,因此具有高集成度、高效率和高功率密度等优点。目前对于双输入结构逆... 详细信息

双输入逆变拓扑不仅通过单个逆变器集成两个输入端,实现两个电源同时或分时向负载供电;而且在新能源发电场合,相较于传统的两级式逆变器,能实现部分能量的单级传输,因此具有高集成度、高效率和高功率密度等优点。目前对于双输入结构逆变拓扑的研究还比较少,尤其是在电机变频调速等需要逆变器四象限运行的场合,仍为一片空白。本文以此为出发点,提出一种基于双降压型、具备四象限运行能力的双输入五电平逆变拓扑,以解决双输入逆变器四象限运行问题,一定程度上拓展了其应用领域。首先,推导了双输入双向Buck单元形成规律,以此构建了具备四象限运行能力的双输入五电平逆变拓扑,研究了适用于该拓扑的自适应双载波调制策略,详细分析了其在四象限运行时的工作模态,探讨了双输入结构所特有的功率传输特性:单电源模式下构建准两级式逆变系统,实现部分功率可以不经过前级电路直接向负载传输。针对拓扑的环流问题,提出一种改进型双输入双向Buck单元,基于此构建了无环流双输入五电平逆变拓扑。通过计算并对比改进前后逆变器的功率器件损耗,得出无环流双输入五电平逆变器损耗更低、效率更优的结论。然后,建立了双输入五电平逆变器滤波环节、自适应双载波SPWM环节以及数字控制带来的延时和采样保持环节的等效模型,推导了系统的开环传递函数,通过对比基于PI、pr和准pr不同控制方式的逆变器性能,确定了双闭环控制器的优选方案,进而对系统内、外环路进行了详细设计并确定了调节器的具体参数。接着,针对单电源模式下双输入五电平逆变器高直流输入端电压在前级电路开关瞬间叠加有电压尖峰的问题,详细分析了前级Boost电路中功率器件开通和关断的瞬态过程,建立了基于开关管和二极管的换流单元解析模型,揭示了前级Boost电路输出电压在开关瞬间产生尖峰的根本原因,并据此提出了“减缓开关速度”和“降低输出端寄生电感”两种对电压尖峰的抑制方法。最后,搭建2k VA的原理样机,对有环流和无环流双输入五电平逆变器的工作模态、效率特性以及闭环控制进行了仿真和实验验证,证明了理论分析的正确性与拓扑结构的可行性;此外,还通过设计一台2k W的前级Boost电路,验证了所提两种输出电压尖峰抑制方法的有效性。

关键词：双输入逆变器四象限运行五电平无环流准pr控制器电压尖峰

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兼有电能质量调节功能的光伏并网系统研究

兼有电能质量调节功能的光伏并网系统研究

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作者：崔鹏飞中国矿业大学

学位级别：硕士

兼有电能质量调节功能的光伏并网系统是具有光伏并网和电能质量综合治理功能的装置,实现光伏并网、电流谐波治理和电压补偿等多功能。本文主要从最大功率跟踪算法、电流控制技术和系统功率协调分配三个方面进行研究。为实现光伏并网系... 详细信息

兼有电能质量调节功能的光伏并网系统是具有光伏并网和电能质量综合治理功能的装置,实现光伏并网、电流谐波治理和电压补偿等多功能。本文主要从最大功率跟踪算法、电流控制技术和系统功率协调分配三个方面进行研究。为实现光伏并网系统的最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT),本文首先分析了光伏电池的数学模型,在此基础上研究了光伏电池串并联输出特性;针对光伏并网系统输出特性以及传统观察扰动法存在的缺陷,提出基于模糊神经网络功率跟踪算法,并采用K-means层次聚类优化神经网络收敛速度;最后通过理论分析与MATLAB仿真验证表明:改进的MPPT算法在光伏板受光变化时可以迅速跟踪电压变化,减少功率波动。为实现系统的光伏并网和电能质量治理功能,本文设计准pr电流控制器增强系统基波频率的增益,并改进一阶广义积分器实现指定次谐波高增益,降低了电网频率波动对系统的影响;本文还通过设计多状态变量反馈和高通滤波器构造等效电容电流反馈,抑制LCL滤波器谐振尖峰,增强了系统的稳定性;本文还结合电压补偿方法提出串联变流器和并联变流器功率协调分配算法,使得系统在电网电压变化时串联装置快速补偿,降低了并联装置承担的功率。本文最后设计了逆变器滤波参数和直流电容参数,并通过MATLAB仿真和RTLAB实验验证设计的控制算法,实验结果表明本文研究的兼有电能质量调节功能的光伏并网装置是有效可行的。该论文有图67幅,表3个,参考文献87篇。

关键词：光伏并网系统电能质量调节器模糊神经网络算法准pr控制器电压补偿

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分布式光伏电源并网控制策略的研究

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电源技术 2019年第4期43卷 637-640,657页

作者：王羿郭玲吕文刘熊章琰天武汉供电设计院有限公司湖北武汉430030

针对目前光伏电池的输出特性受外界环境影响大等因素,研究设计了分布式光伏电源并网控制策略。重点对改进型变步长电导增量法的最大功率跟踪方法以及基于准pr调节的并网控制策略进行了设计,最后对设计算法进行了实验仿真,结果表明其提... 详细信息

针对目前光伏电池的输出特性受外界环境影响大等因素,研究设计了分布式光伏电源并网控制策略。重点对改进型变步长电导增量法的最大功率跟踪方法以及基于准pr调节的并网控制策略进行了设计,最后对设计算法进行了实验仿真,结果表明其提升了系统响应速度及控制精度,同时增强了系统效能以及稳定性,完成了以高功率因数并网的目标。

关键词：光伏发电并网控制最大功率追踪技术准pr控制器控制策略再生能源

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双模式光储互补发电系统控制与能量管理策略研究

双模式光储互补发电系统控制与能量管理策略研究

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作者：刘治聪石家庄铁道大学

学位级别：硕士

随着传统化石燃料的日益枯竭和环境问题的日愈严峻,以太阳能为代表的清洁性能源受到广泛关注,世界各国大力发展光伏发电。然而,光伏发电受环境因素影响较大,输出功率存在较强的间歇性和波动性,给光伏发电的推广带来了不利影响。加入储... 详细信息

随着传统化石燃料的日益枯竭和环境问题的日愈严峻,以太阳能为代表的清洁性能源受到广泛关注,世界各国大力发展光伏发电。然而,光伏发电受环境因素影响较大,输出功率存在较强的间歇性和波动性,给光伏发电的推广带来了不利影响。加入储能模块可使光伏发电系统具有更强的主动性和可控性,不仅能够更好的并入电网,还能有效实现需求侧的管理,满足负荷用电多样化需求。本文设计了一种既可并网运行,又可离网运行的光储并离网一体机,并进行了一系列研究工作,具体如下:首先,确立了光储并离网系统的拓扑结构。该系统主要由光伏组件发电单元、蓄电池储能单元、双向DC/AC变换器、本地负载等构成,拓扑结构采用共直流母线式。储能单元的功率变换器采用隔离型双向DC/DC变换器,与传统的非隔离型Buck-Boost双向DC/DC变换器相比,该变换器不仅能实现电气隔离,还易实现软开关,具有很高的可靠性和安全性,还可应用于火车插座等特殊供电场合。其次,完成了光伏组件发电单元、蓄电池储能单元和双向DC/AC变换器的控制策略的设计。双向DC/AC变换器并网逆变模式下,针对采用传统PI和pr控制的并网逆变器对电网干扰信号的抑制能力较弱问题,提出了一种基于准pr控制策略的单相并网逆变器控制方案,并从多方面与传统PI控制器和pr控制器的情况进行对比,证明了基于准pr控制器控制的优越性。再次,提出了系统的能量管理策略。该策略是光储并离网系统稳定安全运行的核心,通过该策略分析了光储并离网系统分别工作在“离网运行、光伏电池板独立发电”等四种模式的边界限定条件,讨论了各模式之间的转换条件,给出了并网与离网状态切换的控制策略。最后,在理论和仿真的基础上,自行完成了额定功率为5kW的光储并离网一体机的设计与开发。以DSP28069为控制核心,搭建了光储并离网系统实验平台,并通过实验验证了准pr控制在单相非隔离并网逆变器控制方面的优越性和能量管理策略的正确性和有效性。

关键词：隔离双向DC/DC 双向DC/AC 能量管理策略准pr控制器光储并离网系统

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基于改进比例谐振的光伏并网逆变器控制策略的研究

基于改进比例谐振的光伏并网逆变器控制策略的研究

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作者：冯家铨三峡大学

学位级别：硕士

随着世界范围内能源短缺和环境污染问题的加剧,可再生能源的开发和利用成为研究的热点。由此光伏发电产业迅速发展,光伏发电并网成为太阳能利用的主要形式之一。光伏并网逆变器作为光伏发电并网系统的核心,其性能直接影响到系统的稳定... 详细信息

随着世界范围内能源短缺和环境污染问题的加剧,可再生能源的开发和利用成为研究的热点。由此光伏发电产业迅速发展,光伏发电并网成为太阳能利用的主要形式之一。光伏并网逆变器作为光伏发电并网系统的核心,其性能直接影响到系统的稳定性和输出的电能质量。本文为了提高并网逆变器的性能,对光伏并网逆变器的控制策略进行研究,具体研究内容如下:1)建立LCL型并网逆变器在abc、αβ、dq坐标系下的数学模型,并推导dq坐标系的解耦模型。在αβ坐标系下两轴之间不存在耦合关系,可实现独立控制。而在dq坐标系下坐标轴之间存在耦合量,解耦之后会引入过多的状态变量。因此选择在αβ坐标系下采用比例谐振(proportional Resonance,pr)控制,实现对正弦量的无误差跟踪。2)针对LCL型滤波器的谐振问题,分别采用无源阻尼和有源阻尼控制策略抑制谐振峰,分析得出:电容电流内环和并网电流外环的双环有源阻尼控制策略的阻尼效果好、动态响应速度快且系统的抗干扰能力强。并根据参数限制条件对LCL型滤波器的参数进行了设计,仿真验证了参数设计的正确性。3)在理想电网情况下,为了解决pr控制器带宽小,在电网频率发生偏移时存在稳态误差的问题,将pr控制器进行改进,采用准pr控制器。并设计了基于准pr的电流双环控制策略,通过对系统的开环和闭环bode图的分析可得,该控制策略可以实现系统的无误差跟踪。通过稳态性能和动态性能的仿真,验证了所设计的控制策略的有效性和正确性。4)在非理想电网情况下,在准pr控制器的基础上设计谐波补偿器。分析传统并联型谐波补偿器得出,电网的谐波会影响到参考电流,使参考电流也会存在谐波,进而导致并网电流的质量达不到标准。因此设计了改进型谐波补偿器,即使在参考电流含有谐波的情况下,也可以对谐波进行抑制,使输出的并网电流谐波含量降低,实现可靠并网。通过第五章的仿真,验证了改进型谐波补偿器具有良好的谐波抑制效果。

关键词：并网逆变器 LCL型滤波器准pr控制器改进型谐波补偿

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采用LCL滤波器的三相光伏并网逆变器准pr控制

引用

高压电器 2017年第5期53卷 75-81页

作者：周立郑丹花辽宁工程技术大学辽宁葫芦岛125100

文中详细分析了LCL滤波器的特点,其在谐振频率处存在谐振尖峰,利用电容电流反馈可有效抑制谐振尖峰。分析比较了不同控制器的特点,其中准pr控制器在静止坐标系下就可以实现对交流量的调节控制,并且对谐波的抑制能力较强,在不平衡电网情... 详细信息

文中详细分析了LCL滤波器的特点,其在谐振频率处存在谐振尖峰,利用电容电流反馈可有效抑制谐振尖峰。分析比较了不同控制器的特点,其中准pr控制器在静止坐标系下就可以实现对交流量的调节控制,并且对谐波的抑制能力较强,在不平衡电网情况下仍有很好的鲁棒性,因此文中提出了采用准pr控制器的电流双闭环控制策略。将电流双闭环控制与最大功率跟踪环节相结合,使得太阳能得到最大限度利用,同时保证了并网逆变器的功能要求。最后,利用MATLAB/Simulink搭建系统仿真模型,仿真结果证明了控制策略的有效性和正确性。

关键词：光伏发电 LCL滤波器并网逆变器谐振准pr控制器

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基于MMC的STATCOM三相不平衡控制策略的研究

基于MMC的STATCOM三相不平衡控制策略的研究

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作者：李婧贵州大学

学位级别：硕士

现如今各行各业对电能需求越来越大,加上电力电子器件日趋成熟,使原本就存在的无功污染、电压闪变跌落及三相不平衡等问题更加突出。STATCOM作为无功补偿领域中最新技术能很好解决上述电能质量问题,成为广为关注研究对象。目前STATCOM... 详细信息

现如今各行各业对电能需求越来越大,加上电力电子器件日趋成熟,使原本就存在的无功污染、电压闪变跌落及三相不平衡等问题更加突出。STATCOM作为无功补偿领域中最新技术能很好解决上述电能质量问题,成为广为关注研究对象。目前STATCOM装置多采用多电平技术,常见于级联星形结构、级联三角形结构和模块化多电平结构(MMC),相对于传统二电平具有模块化设计、易于扩展和输出谐波低等优点,为高压大功率领域提供技术支撑。对于补偿不平衡负载,MMC拓扑比其他两种级联结构表现更具优势,为此本文对基于MMC的STATCOM不平衡控制策略(Unbalanced Controller based on MMC-STATCOM,以下简称UCMS)进行了研究,并通过理论分析和仿真模拟,验证了所提控制策略的可行性,主要研究内容如下:首先,针对三相不平衡对传统二电平STATCOM和多电平STATCOM所造成的不同影响,说明了多电平拓扑结构不平衡控制需要考虑内特性;分析和对比了三种多电平STATCOM不平衡补偿机理,确定了本文最终采用MMC作为STATCOM的主电路拓扑结构。其次,针对现有UCMS将交流侧和内部环流分开控制的方法,结合MMC-STATCOM数学模型提出了一种基于MMC桥臂电流的STATCOM不平衡控制策略,减少环流抑制器,整体控制结构得以简化易实现。文中根据向量图阐述了理想和非理想情况下MMC-STATCOM综合补偿原理,详细介绍了装置预充电环节、直流电容电压均衡控制策略和上、下桥臂电流控制策略,其中还根据Bode图分析了参数设置对所采用陷波器和两种谐振频率(基频和倍频)准pr控制器的性能影响,并给出相应参数整定依据。最后,在EMTDC/PSCAD环境下,搭建了三相9电平MMC-STATCOM,对不平衡控制理论进行了仿真模拟,验证了本文所采用的拓扑结构和所运用的不平衡控制策略的可行性和有效性。

关键词： STATCOM UCMS 桥臂电流统一电流控制器准pr控制器

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基于环流反馈的并联逆变器控制策略研究

基于环流反馈的并联逆变器控制策略研究

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作者：姚晨太原科技大学

学位级别：硕士

近年来,逆变器并联的运行方式在分布式发电系统中运用的越来越广泛。然而对于并联逆变器系统而言,并联逆变器之间产生的环流将引起逆变器的运行效率下降。同时,当系统接入非线性负载时,会导致逆变器输出电流谐波含量增加,严重影响并联... 详细信息

近年来,逆变器并联的运行方式在分布式发电系统中运用的越来越广泛。然而对于并联逆变器系统而言,并联逆变器之间产生的环流将引起逆变器的运行效率下降。同时,当系统接入非线性负载时,会导致逆变器输出电流谐波含量增加,严重影响并联逆变器输出电流质量,同样影响逆变器的运行效率。针对上述问题,本文采用一种基于环流反馈的并联逆变器控制策略,以提高逆变器并联系统的运行效率。逆变器并联系统由多台单相逆变器并联构成。解决好单台逆变器的稳定运行成为逆变器并联系统能否稳定运行的关键。因此,本文以无互联的逆变器并联系统为研究对象,首先对单台全桥逆变器的电路进行分析设计,然后通过纹波电感电流对滤波参数进行了选取,最后完成整个单台逆变器控制策略的设计。然后,对两并联逆变器之间的环流大小进行分析。针对PI控制器无法实现无误差跟踪而导致环流增大的问题,首先对准pr控制理论进行分析,并对准pr控制器的参数进行了整定,完成准pr控制器的设计。最后通过仿真验证了准pr控制器能够实现逆变器的输出电压对交流参考电压的无误差跟踪,从而可以有效减小并联逆变器之间的环流大小。同时,对传统基于输出电流反馈的并联逆变器控制策略进行分析,针对该策略下逆变器输出阻抗较小不能有效的抑制环流的问题,采用一种基于环流反馈的控制策略,增大环流阻抗大小以有效的抑制环流。最后通过仿真与实验验证了该控制策略的有效性。此外,对现有的通过改变滤波参数以抑制逆变器输出电流谐波的方法进行分析。针对该方法的不足,提出一种通过改变虚拟电阻大小抑制谐波的方法。该方法能够在抑制并联逆变器之间环流的大小和减小逆变器输出电流谐波含量这两方面都达到较好的效果。最后对两种虚拟阻抗中电阻比例不同的逆变器输出电流谐波与频谱进行仿真分析,仿真结果验证了本文所提该方法的有效性。

关键词：逆变器并联无误差跟踪准pr控制器环流反馈

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