单相电流型逆变器的d-q控制及仿真研究

提出了一种基于小型风力发电系统的单相电流型并网逆变器d-q控制算法。该方法将常应用于三相逆变器中的d-q算法应用于单相电流型并网逆变器。一般来说,应用d-q算法至少需要独立的两相。依据正交虚拟电路的概念建立单相电流型逆变器的第二相,获得独立的两相。这种算法应用于本系统,理论上,逆变器的输出电流可以达到无穷大的开环增益,从而消除了逆变器输出电流基波分量的稳态误差。在Matlab-Smulink中对该系统的控制器进行了设计和仿真验证,结果表明：采用上述方法设计的控制器具有较好的稳态及动态性能。     

基于单周控制的双频并网逆变器的仿真研究

逆变器是可再生能源发电并网系统的主要部分,研究高性能拓扑与控制方法已经成为研究的重点.在分析传统的并网逆变器的基础上引入了的双频并网逆变器,该逆变器由两个标准三相桥级联而成,其中一个桥工作在高频,提高输出电流性能,另一个桥工作在低频,主要输出功率,从而提高系统效率.高频桥采用单周控制技术,建立了单周控制方程.仿真结果表明逆变器输出电流总的谐波畸变率低,有较好的动态性能.     

光伏并网发电系统及其控制策略的研究与仿真

详细分析、研究了太阳能光伏并网发电系统的工作原理,建立了系统功率输出级的数学模型;提出了基于改进型重复控制和电网电压前馈控制相结合的复合控制策略,重复控制可以抵消周期性的负载扰动,改善稳态情况下的并网电流波形;电网电压的前馈控制可以抵消电网的影响,使系统近似成为一个简单的无源跟随系统;在MATLAB/SIMULINK环境下建立了系统功率输出级的仿真模型,并分别采用了不同的控制策略进行仿真;结果表明,在电网电压畸变时,本控制策略可以更有效改善并网电流的波形,降低并网电流的总谐波畸变率(THD).     

结合模糊PI与前馈补偿的光伏微型逆变器仿真

光伏并网微型逆变器能够解决集中式逆变器安全性差、效率低的缺点,有着良好的应用前景。作为一个高度非线性、时变的系统,采用传统PI控制器进行并网电流控制难以达到较好的效果。建立了微型逆变器的小信号分析模型,提出了结合模糊PI控制与电网电压前馈补偿的并网电流控制方法,并利用遗传算法进行PI控制器参数初始值的优化。仿真结果表明,该控制方法具有鲁棒性好、控制偏差小的特点,并能够有效地降低并网电流的谐波含量。     

直驱式方波永磁同步风力发电机控制系统仿真

根据直驱型风力发电系统中风机惯性大、转速调节响应慢的特点,提出了一种改进的最大功率追踪(MPPT)的控制方法,并与传统的MPPT控制方法进行了对比.根据功率平衡的思想,结合交-直-交功率变换装置的结构特点,所提出的电气控制策略实现了升压电路和逆变器的分别控制.搭建了直驱式方波永磁同步电机风力发电系统中风速、风机、方波永磁同步发电机、Boost升压电路、电压型并网逆变器及其控制部分的仿真教学模型.以突变风为例,对1.5MW直驱式永磁风力发电系统进行了仿真研究.仿真结果表明新的控制方法能够保证发电系统稳定的运行.     

风力发电模拟器的控制策略研究

为了解决在实验室里进行风力发电技术研究的问题,设计了风力发电模拟器。针对风力发电模拟器的特点,建立了执行元件的数学模型。采用无速度传感器直接转矩控制算法对模拟器进行控制。在风力发电模拟器上的仿真和实验结果表明,采用这种控制策略的感应电机的输出轴转速可以实时跟随风速给定信号的变化,并且迅速达到稳定,稳态精度很高,具有很好的动态性能。     

基于双级矩阵变换器的无刷双馈风力发电系统仿真研究

从转子速旋转坐标模型出发,研究了同步坐标下无刷双馈电机的教学模型.采用基于功率绕组定子磁链定向的矢量控制策略,运用最大风能捕获原理,建立无刷双馈电机风力发电系统仿真模型.同时提出一种基于d-q坐标系下的双级矩阵变换器输出电压闭环控制方案,以优化系统中变频器的控制.仿真验证了模型与控制策略的可行性和有效性.     

光伏并网逆变器复用技术仿真研究

光伏并网逆变器的富余功率容量可以补偿非线性负载的谐波电流。采用能量回馈MPPT算法能够将有功功率逆变器控制与光伏电池输出电压控制结合起来,达到较高的能量效率。利用FBD算法能够实时检测非线性负载电流中的谐波成分,并加以补偿。仿真模型和结果验证该方法的有效性。

Abstract：

The capacity of grid-connected PV inverters exceeds the real power of PV cells, which can be used to compensate the harmonic current of nonlinear loads. Higher energy efficiency can be archived by power-feedback control MPPT arithmetic which changes the output voltage of PV cells by changing the inverter power. FBD method is employed to detect the harmonics of load instantaneously. The simulation model and result validate the proposed scheme.     

基于dSPACE的矩阵变换器电流控制策略实现

基于dSPACE实时仿真平台，对以输出电流为控制目标的基本滞环控制、间接电流预测控制及直接电流预测控制（27种状态）策略进行了实验验证，对比空间矢量调制策略，它们都有输入电流谐波含量大的缺点。该文以改善矩阵变换器的输入电流质量为出发点，得到了一种新的电流控制方法。新方法与基本的电流预测控制相比，输入电流的谐波有大的减少，改善了矩阵变换器的输入性能。通过dSPACE硬件实时仿真平台对新控制策略进行了实验研究，实验结果验证了该控制策略的正确性。     

液压型风力发电机组并网冲击仿真研究

以液压型风力发电机组励磁同步发电机系统和并网控制系统为研究对象,针对励磁同步发电机的准同期并网条件,建立了同步发电机和励磁系统数学模型。理论分析了同步发电机并网冲击电流和冲击转矩。通过MATLAB/Simulink建立同步发电机、励磁系统和准同期锁相模块仿真模型,采用AMESim软件建立液压调速系统模型,采用联合仿真的方法,对液压型风力发电机组准同期并网过程进行研究,分析了系统并网冲击特性。在实验室搭建30kVA实验台,实验验证了仿真模型和仿真结果的正确性。研究表明定量泵-变量马达液压调速系统能将同步发电机转速稳定控制在准同期并网条件范围内,同时能有效控制系统并网冲击,使风力发电机组平稳并入电网。     

基于PLECS的直驱永磁风电系统直接功率控制研究

在研究风力机特性和永磁同步发电机运行机理的基础上,建立了直驱式永磁风力发电系统数学模型,在实现最大风能捕获的同时,分析了负载变化对发电机侧电能转换单元控制参数的影响。对于网侧逆变器控制,采用基于直轴虚拟电网磁链定向的直接功率控制,避免了对电网电压的检测和电流闭环控制,有效简化了系统结构,提高了工作可靠性。通过在Matlab/Simulink环境下嵌入PLECS工具箱进行仿真研究,结果表明该系统具有较好的控制鲁棒性和低电压穿越能力,进一步验证了基于PLECS工具箱进行风电系统建模与仿真的可行性。     

光伏发电系统及其孤岛效应的仿真与实验研究

分析了光伏并网发电系统的工作原理及其孤岛效应现象，提出了主动式孤岛效应识别方法：主动频率偏移法。在MATLAB/SIMULINK下分别进行了系统的建模与仿真，并进行了实验研究。结果表明：实验与仿真结果吻合，输出并网电流波形良好，和电网电压同频同相，基本上可以在100ms内有效地检测出系统的孤岛效应。     

一种基于Matlab的无刷直流电机控制系统建模仿真方法

在分析无刷直流电机(BLDC)数学模型的基础上,提出了一种无刷直流电机控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink环境下,把独立的功能模块和S函数相结合,构建了无刷直流电机系统的仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用离散PID控制,根据滞环电流跟踪型PWM逆变器原理实现电流控制。仿真和试验结果与理论分析一致,验证了该方法的合理性和有效性。此方法也适用于验证其他控制算法的合理性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

三电平四桥臂APF低运算量预测控制策略研究

四桥臂APF(active power filter)是解决三相四线制配电网电能质量问题的理想设备,三电平四桥臂APF因其充足的基矢量个数而具有较好的电流跟随性能,但模型预测电流控制应用于三电平四桥臂APF时预测运算量过大。提出一种基于空间分层思想的模型预测电压控制策略。基于无差拍控制思想及αβγ坐标系下离散数学模型,由参考电流预测出期望的参考电压,将多次电流预测转换为单次电压预测;并结合三电平四桥臂APF的电压矢量空间分布规律,采用空间分层思想,基于γ轴的空间位置进行优化矢量范围的选取,将寻优矢量范围从传统的81个降低至4~18个,实现了电压跳变限制和中点电位控制。仿真结果表明：该策略具有优良的控制性能。     

基于空间矢量PWM的新型直接转矩控制系统仿真

针对传统的直接转矩控制（DTC）转矩脉动大、开关频率不恒定等向题，在分析永磁同步电机（PMSM）数学模型的基础上，提出了一种善于空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术的新型直接转矩控制系统，并利用MATLAB仿真软件建立了系统模型。该系统采用PI控制器调节磁链和转矩．逆变器由SVPWM控制．仿真结果表明该直接转矩控制系统设计是正确的，并能有效减小磁链和转矩脉动，改善控制系统的性能。     

基于PWM整流技术的斩波串级调速系统的仿真

提出将PWM整流技术引入转子侧斩波串级调速系统中,PWM整流器工作于逆变状态回馈转差功率,不仅可以提高串级调速系统的功率因数,还可以减少网侧的谐波含量。在Matlab/Simulink环境下给出了基于PWM整流技术的斩波串级调速系统的仿真模型,最后通过仿真实验验证了控制方案的正确性。     

高比例分布式发电接入配电网自适应控制方法

针对因分布式电源(DG, Distributed Generation)并网时线路存在压降损耗造成的无功功率输出精度不稳,以及因DG孤岛下发生功率缺额时造成DG出口电压和频率均出现大幅下降的问题,提出了一种改进下垂控制策略,解决了DG接入配网运行稳定性问题。在DG模型增加下垂输出功率的f-U反馈调节和压降补偿环节,将该控制系统应用于有源配电网的准同期并网模式、孤岛模式及两种模式的切换动态时域暂态响应过程,仿真结果表明了改进下垂控制策略的可行性,验证了该方法能实现电压频率的稳定和有功无功的有效控制,可以为有源配电网的稳定运行控制提供理论基础。     

有源电力滤波器直流侧电压控制系统的仿真

针对有源电力滤波器的特点,提出一种用MATLAB/Simulink元件库中的电力电子器件建立闭环控制系统的仿真模型,用特有的S函数对改进的ip-iq算法编程实现。仿真分析了投入APF前后系统建立过程各个变量的状态变化,针对其结果进行了定性分析研究,分析影响APF投入及其直流侧电压控制的各种因素。仿真分析表明,系统仿真模型有效地模拟了系统启动过程中,补偿电流指令及直流侧电压的过渡过程,对研究和应用数字化控制技术的有源电力滤波系统具有重要指导意义。