非接触电能传输系统主变换器研究

介绍了非接触电能传输系统的基本结构与原理,详细分析了传统的全桥移相谐振变换器在非接触能量传输系统中所受到的限制,提出了一种改进型的全桥移相谐振变换器.最后通过实验验证了改进型全桥移相谐振变换器电路的正确性.     

船舶微网蓄电池储能系统安全充放电控制策略

为确保船舶微网蓄电池储能系统的安全充放电,提出一种新型充放电控制策略.该控制策略结合双向DC/DC变换器,以蓄电池侧电感平均电流为内环,充电过程外环采用恒压、涓流切换控制方式,放电过程外环采用恒功率、恒压切换的控制方式.以蓄电池剩余容量和端电压状态为约束条件,充放电过程均采用三阶段切换控制模式,详细分析了该控制策略下的运行过程,并对不同模式切换控制下的蓄电池运行特性进行仿真.搭建了一台试验样机,运行结果表明,蓄电池在该控制策略下能够在安全区域高效稳定运行,并具有快速的动态响应能力.     

非接触电能传输系统恒流控制策略

针对负载切换时造成初级回路的导轨电流变化问题,提出了利用智能分段控制算法来调节控制脉冲中的移相角,分析了非接触电能传输系统主电路的电流恒定性问题,最终保证原边导轨电流的恒定,使得系统能在额定条件下正常工作,并对运用分段控制算法的主电路采用了MAT-LAB的Simulink进行了仿真,通过仿真图可得在负载切换前后电流的恒定时间仅在2 ms之内,结果表明采用分段控制算法的仿真结果与理论分析相符合。     

一种新颖的DC-DC开关变换器数字控制方法

为获得DC—DC变换器易于实现的数字控制方法,提出了一种基于电感电流线性变化的数字控制策略。根据变换器运行过程中电感电流的微分方程推导出了占空比的控制策略,通过对电流的快速控制实现对输出电压的快速调节,采用数字PI技术进行稳态误差修正,从而具有良好的自适应性;根据变换器输出电压与期望电压的偏差进行电流控制策略和带修正控制策略的切换控制。以Boost变换器为例,推导了变换器的占空比控制策略,采用数字PI控制器调节控制修正量。仿真和实验结果验证了控制策略能在启动过程中实现对变换器输出电压的快速、无过冲控制,以及各种扰动工作条件下对变换器输出电压准确、快速的控制。     

电压型CPT系统动态负载恒压输出研究

为解决电压型非接触电能传输（CPT）系统负载动态变化时输出电压不稳定的问题,提出了一种新的控制方法.该方法将原边串联-副边串联（SS）和原边串联-副边并联（SP）的2种电压型拓扑区别对待,前者控制原边谐振电流恒定,后者控制原边电压恒定.针对传统的原边电流恒定的控制方式,理论分析发现SP拓扑更适合用原边电压恒定的方式来控...     

DC-AC型非接触电能传输系统变换器设计

提出了适用于DC-AC型非接触电能传输(CPT)系统的新型电路拓扑,并采用不对称DC-AC变换器实现了该新型拓扑。该拓扑简化了DC-AC型CPT系统的电路结构,简化了和系统的控制方式,减少了次级回路电能变换的损耗,提高了整体系统的效率和功率密度。介绍了采用该变换器的电路拓扑和控制策略,对采用该变换器后的CPT系统进行了建模,并在此基础上对系统进行仿真研究,给出了实验结果,对分析和仿真结果进行了验证。     

基于Matlab的电流控制Boost变换器中分叉现象的仿真

采用同步切换映射(S-开关映射)推导出工作在连续电流模式下的电流控制Boost变换器的精确离散数学模型,并通过Matlab应用该数学模型对变换器进行数值仿真,揭示了变换器中电感电流在不同的工的情况下出现倍周期分叉并最终通向混沌的现象,为同类电源的设计提供理论依据.     

推挽式双向DC/DC变换器建模与控制器设计

本文针对推挽式双向DC/DC变换器中传输电感电流一个开关周期内的平均值为零,无法直接用状态空间模型描述的问题,提出一种新型的模态平均分级建模方法,通过将模态平均电流代替周期平均电流,同时遵循功率守恒的准则,将原电路解耦为前、后两级分别建模,得到变换器低阶非耦合的小信号数学模型。然后,设计以控制箝位电容电压为目标的电压电流双闭环控制器和以控制输出电压为目标的移相环控制器,并从优化系统动静态性能出发对控制器参数进行了详细的分析和设计。最后,在PSIM中搭建仿真模型,验证了所建立小信号模型的准确性和所设计控制器的有效性。     

感应电能传输系统参数辨识与恒流控制

针对感应电能传输系统中激磁电流(谐振电流)的控制问题,本文提出一种基于参数动态辨识的恒流控制策略。该方法从能量分析的角度,建立了系统谐振回路中能量存储、供给与耗散函数,通过分别建立系统周期内与周期间的能量平衡关系,得到了系统反射阻抗的辨识函数。该方法提出了采用Buck变换器控制系统输入电压以实现谐振电流恒流的控制方案。基于系统输入电压与谐振电流峰值包络的函数关系,结合Buck变换器的输入输出函数关系,建立了系统的恒流控制律。通过实验验证了该控制方法的可行性。该方法的参数辨识环节仅需采样原边部分的谐振电流和电压过零采样数据,简化了系统的采样系统设计。而基于参数辨识的恒流控制律不需要复杂的算法计算,易于实现。     

基于Wigner-Ville分布的CCM Buck变换器非线性分析方法

为了分析Buck变换器中的分岔和混沌现象,提出了一种基于Wigner-Ville分布的时频分析的方法.该方法以连续电流模式(CCM)的电压反馈型Buck变换器为研究对象,依据Buck变换器的工作特性推导出其状态方程,采用Matlab/Simulink建立CCM模式下Buck变换器的数学模型,采用Wigner-Ville分布的时频图作为识别方法,分析在不同输入电压情况下Buck变换器出现倍周期分岔而导致混沌的现象.该方法可以识别和描述Buck变换器的动态过程,更好地分析DC/DC变换器中的谐波、噪声与混沌现象的关系,为改善DC/DC变换器性能奠定了基础.     

双向AC/DC变换器的坐标变换控制

通过坐标变换理论分析，阐述了双向ＡＣ／ＤＣ变换器的坐标变换控制问题，导出了有关的控制方程。该控制方程不仅融合了电流反馈，而且避免了导数运算，使系统在线控制简单易行。在此基础上，提出了双向ＡＣ／ＤＣ功率变换器的一种双闭环系统控制结构，并从物理概念出发讨论了系统的工作原理。     

一种低频方波DC/AC变换器及其控制

提出一种低频方波输出的DC AC变换器,作为高性能MH灯工作电源.它结合了BUCKDC DC变换器和全桥DC AC逆变器的特点,负载侧输出为低频方波,可有效克服MH灯声共振现象.详细分析了它的工作原理和控制方法,给出了主要参数的计算方法.与传统三级低频方波电子镇流器相比,结构简单、所用器件少、可靠性高.实验结果验证了该方案是可行的.     

初级反馈AC/DC转换器的高低压OCP补偿电路设计

初级反馈结构形式的AC/DC转换器近几年来引起了国内外学者与应用工程师的研究和关注。对初级反馈结构的AC/DC转换器进行高低压过流保护(OCP)补偿,是提高此种结构AC/DC转换器性能,扩大其使用范围的关键性技术。论文介绍了一种在系统板级补偿初级反馈AC/DC转换器高低压OCP的方法后,提出一种利用驱动管导通时间的不同来补偿高低压OCP的方法。论文论证了利用驱动管导通时间不同实现高低压OCP补偿的原理,并采用此方法设计了一款初级反馈AC/DC转化器且投入实用。通过对设计的无高低压OCP补偿和有高低压OCP补偿两种AC/DC转换器进行对比测试,结果表明论文提出的补偿方法可以将AC/DC转换器的高低压OCP差值缩小33～47mA,提高了转换器的性能,对初级反馈AC/DC转化器的设计具有一定的参考意义。     

基于数据驱动的交直流电网分层鲁棒日前优化调度

对于风电并网下基于VSC-MTDC的多区域互联电网日前优化调度问题,提出了基于目标分析级联的分层鲁棒调度模型。为降低风电出力的保守性,采用基于数据驱动的高维椭球(MVEE)多面体集合。为充分发挥VSC-MTDC输电方式的灵活调度能力,以VSC换流站为节点对交直流电网进行分层解构,将跨区域交直流电网的日前调度问题分为了高层直流电网多时段联络线协调优化的主问题和低层区域交流电网两阶段鲁棒优化的子问题,并且各个区域交流电网子问题独立并行求解。通过4区域-6节点互联测试网络的仿真求解,证明所提模型的有助于风电消纳。     

三相PWM AC/DC变流器电流控制技术的比较研究

介绍了固定开关频率的电流跟踪控制和滞环电流控制的原理。并用这两种控制方式在三相PWM AC／DC变流器系统中进行了实验，对实验结果进行了分析比较。     

基于ZVRT的零电压DC/AC变换器的研究

提出一种低频方波输出的零电压DC/AC变换器,它结合了Buck DC/DC变换器和半桥DC/AC变换器的特点,合二为一,负载侧输出为低频方波信号.在低频正负半波期间,电路工作在ZVRT-BUCK变换器模式,两个开关管互为主开关管和辅助开关管.详细分析了它的工作原理和软开关情况,由于采用了ZVRT技术,两个开关管均实现了零电压通断,提高了电路效率.实验结果验证了该方案是可行的.     

基于动态相量模型的交直流系统混合仿真

为了解决高压直流输电(HVDC)系统传统仿真模型的精度问题,提出了一种新的混合模型仿真算法来进行交直流系统的暂态稳定分析,分析中对HVDC采用动态相量模型,对交流系统采用传统机电暂态模型.通过混合仿真研究了HVDC动态相量模型与交流系统之间的接口迭代算法.算例结果表明,HVDC动态相量模型比电磁暂态模型具有更高的精度,且提出的接口算法能有效地应用于交直流系统的暂态稳定分析.     

柔性直流馈入下交流输电线路单端故障测距分析

柔性直流输电具有不同于交流输电和常规直流输电的运行原理和特性,随着柔性直流输电技术的应用,交流电力系统的故障特征可能发生显著变化,基于传统交流系统暂态故障特征量的故障测距面临挑战。为此,基于柔性直流输电的运行原理,分析了柔直交流侧故障时换流器的运行特性,推导了在换流器保护未启动、限流以及闭锁条件下柔直交流侧短路电流解析式,分析比较了柔直不同暂态运行状态下对输电线路单端故障测距的影响规律。结果表明,柔直馈入下交流输电线路单端故障测距受换流器交流侧电压跌落系数和换流器无功功率指令的影响,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的正确性。     

通信电源变换器轻重负载切换效率优化

针对轻重负载直流电转直流电（direct current direct current，DC DC）的转换效率不高，传统LLC电路控制方式无法满足5G通信电源能耗要求这一问题，采用LLC最佳谐振频率段临界值触发母线电压调压的控制策略，提高通信电源在轻重负载切换的工作效率，优化DC DC变换器。该方法主要利用LLC谐振频率对母线电压进行调制，降低因负载变化而导致LLC电路失去副边二极管的零电流关断（zero current shutdown，ZCS）。Matlab仿真实验结果表明，该方法能把LLC电路的开关频率稳定在最佳工作点附近，并能够保持副边二极管的ZCS，使其在全负载范围内的效率提升了41%。     

水力发电变流调速系统关键设计和实验分析(英文)

直驱型水力发电系统使水轮机与发电机之间直接相连,为提高系统效率和可靠性,减少系统在进行有源逆变时,交流侧电感的大小影响系统静、动态性能,从稳态和瞬态电流跟踪出发,提出了满足水力发电系统要求的交流侧电感设计的新方法.针对传统的直流侧电容的参数设计方法的不足,即没有考虑PWM开关周期的延时而导致的整流器和逆变器同时向直流母线馈电的问题,提出了直流侧电容容量最小化的设计方法,对所设计的变流调速系统的特性进行了仿真和实验验证.结果表明,设计的变流调速系统不仅具有能量双向流动的特性,而且具有网侧功率因数可控,电流谐波含量低,直流母线电压泵升高快且可控的优点.