四端口电力电子变压器高压交流端口的低电压穿越功能

随着电力电子变压器在电力系统中的应用,其运行安全性和稳定性也开始受到广泛的关注和研究。并网点短路故障引起的电力电子变压器交流端口电压跌落问题会造成电力系统严重失稳,并使电网的故障恢复困难。针对一种模块化四端口电力电子变压器,该文从能量的角度分析了其高压交流端口发生电压跌落问题时的失稳机理。为了维持电力电子变压器在故障期间的安全稳定运行,提出了一种低电压穿越控制方案,通过切换电力电子变压器的功率平衡端口与端口控制策略,实现了电力电子变压器的低电压穿越功能。基于DSIM仿真平台对所提的低电压穿越控制方案进行验证,证明了该方案能够有效提高电力电子变压器的运行安全性和稳定性,实现了真正意义上的多端口电力电子设备的低电压穿越功能。     

基于PSIM的电力电子混沌系统仿真实验

混沌是一种典型的非线性现象,广泛存在于电力电子变换器系统中。在电力电子技术的实验中引入PSIM软件,建立了电流反馈控制型Buck变换器的系统级模型,在改变反馈电路的参考电流情况下实现了对变换器混沌现象的仿真。通过对混沌系统的仿真实验,有助于学生了解电力电子的前沿技术,认知电力电子变换器的非线性本质,激发学习兴趣,提高创新能力。     

移相控制双全桥电力电子变压器的稳态特性

分析了移相控制双全桥电力电子变压器的工作原理，通过系统状态空间模型分析，得到了等效变压器模型及其外特性曲线，给出了该模型的等效变比及等效内阻的表达式，从模型本质上证明了电力电子变压器对于传统工频变压器的在系统功能上的可替代性和可扩展性，最后通过仿真实验验证了理论分析的正确性。     

共交流母线多端口变换器高频振荡特性分析

在大容量多端口电力电子变换器中,基于模块化多有源桥(MMAB)的共交流母线拓扑具有端口隔离、模块化和损耗低的优点,近年来开始得到越来越多的关注。相对于直流母线,高频交流母线存在着固有的高频振荡。母线电压的振荡会增加变换器损耗,危害系统的安全运行,同时单个模块振荡会对其他互连的模块造成影响。该文以两模块单元组成的两种基本变换器为对象,研究了基于模块化多有源桥的共高频交流母线变换器中的振荡问题。利用频域分析,对系统振荡和高频变压器、电感和器件杂散电容等参数的关系进行了推导,给出了不控和受控2种模式下交流母线高频振荡的关键因素。最后,通过变换器在不同工作模式下以及2个模式间切换的实验,对上述结论进行了实验验证,为后续降低和消除高频母线振荡奠定了基础。     

变压器经济运行方式研究

根据电力变压器负荷变化引起其有功损耗的改变，研究两台容量相同的变压器经济运行方式，通过技术分析及论证，得出两台变压器在负荷、容量相同下，若其参数不同，则其损耗不同，在负荷不超出30％变压器容量时，用一台变压器运行比两台变压器并列运行经济，能减少有功损耗，使电力系统经常处于经济运行方式，将变压器电能损失降为最低。     

电力半导体器件和装置的功率损耗研究

为了提高电力电子装置和电力半导体器件的运行可靠性 ,提出了估算电力半导体器件损耗和结温的热 -电联合计算方法。基于电力半导体器件的瞬态开关特性的测量 ,构造了器件精确的损耗数学模型 ,同时考虑了器件的结温对器件损耗的影响。在单个器件损耗模型的基础上分析了电力电子变换装置的损耗 ,分析了装置中器件及其散热系统组成的热阻网络及各器件的结温。最后设计了两类实验装置分别验证损耗计算的精度 ,与实验结果的对比表明该方法为合理地设计器件的散热系统、提高电力电子变换装置的效率提供了有效手段。     

基于VC和Simulink的电力电子仿真实验平台设计

对单纯用高级语言编程完成仿真平台设计,编程复杂,开发周期长,而仅仅利用Matlab环境构建仿真平台,其界面功能有很大局限性的问题,提出VC程序与Matlab环境一起构成"以电力电子器件和变换器仿真模型为对象的软件实验平台".该实验平台通过Visual C 6.0编程,将软件界面与Simulink仿真模型整合在一起,通过Matlab引擎对Simulink仿真模型进行控制,对整流、逆变等多种典型的电力电子器件和变换器进行仿真非常方便.可任意添加新仿真模型扩充仿真内容,也可通过设置或修改参数观察参数变化对仿真结果的影响,具有动态仿真效果,为研究电力电子器件和变换器的工作特性提供了有力支持.实验平台为电力电子系统的设计与实现提供了新的思路和方法,可有效缩短系统开发周期.     

含源网络中复合储能式电力电子变压器的协调控制

因电力电子变压器（PET）自身难以应对电网电压的跌落或中断,为提升含源网络中PET低压直流侧的电能质量,文中拟将多类型复合储能系统的多端口DC / DC变换器与光伏系统相结合、以应用于工程实践。文中首先对多端口蓄电池采用能量流均衡控制进行优化,使各荷电状态接近同一值。后引入超级电容补偿负荷突变时的高频分量,减小充放电对蓄电池的冲击。再采用功率分配型控制对光伏系统进行并网,与复合储能系统进行协调控制,从而快速有效调节功率,对系统的稳定性进行优化。仿真结果表明,光储协调控制能提高PET的功率补偿能力以及对新能源的消纳能力,验证了光储系统应用在低压直流侧的有效性,提高了系统的可靠性和稳定性。     

共高频母线多端口电力电子变压器启动及预充电控制策略

共高频母线电力电子变压器(high-frequency-bus-based power electronic transformer，HFB-PET)的内部电磁耦合关系复杂、各端口工作模式灵活多样，必须采用性能优越、适应性强的控制策略确保其功能单元有序上电和正常启动。现有启动策略一般针对共直流母线PET而设计，对其预充电过程缺少数学建模，在实际应用中面临不确定性且很难直接推广应用于多端口HFB-PET。在不改变HFB-PET主电路拓扑的前提下，通过设置启动优先级和“主电源”端口的方式设计了一套分步启动流程，适用于HFB-PET的任意工况。另外，还设计了一种基于占空比递增的预充电策略，并对初始占空比和占空比增量进行了数学描述，为预充电控制的实施提供了理论支撑。最后通过仿真和实验验证了所提启动及预充电策略的有效性。所提控制方法无需新增额外设备且不影响HFB-PET的稳态特性，具备无浪涌电流、工况适应性强等优势。     

受基尔霍夫电流约束的电力变换器动力学模型

基于约束拉格朗日方程,提出一种通用的适合具有开关的电力变换器的动力学模型。从研究电力变换器的能量出发,选择动态元件的广义电荷和广义电流坐标,引入开关函数,运用电力变换器受基尔霍夫电流约束的欧拉?拉格朗日方程,可以得到一组带有约束的微分代数方程。选取电感电流和电容电压作为状态变量,可以得到含有开关函数的状态方程模型,并将此建模方法应用于单开关的?uk型变换器和多个开关的三相三线PWM整流器的建模分析中。从建模过程可以看出,此方法步骤清晰统一,物理意义明确,通用性强。最后,利用得到的状态方程模型,在MATLAB中对?uk型变换器工作过程进行仿真计算,仿真结果与电力变换器的运行情况吻合,说明了建模方法的有效性,对于更复杂的电力变换器的建模分析也具有较高的应用价值。     

单相电力电子变压器控制策略的研究

电力电子变压器(PET)是一种新型的电能转换工具,它利用电力电子变换技术来实现传统变压器的功能。介绍了单相电力电子变压器,阐述了它的优点以及工作原理。根据电力电子变压器本身的特点,采用分级控制它的运行,输入侧采用网测电流跟随的方法,并且采用了锁相环技术保证电流和电压严格同相;输出侧采用重复PI控制策略。根据以上的控制方法可以使电力电子变压器在达到传统变压器功能的基础上,还能改变电网的质量。最后通过MATLAB/SIMULINK的仿真实验,验证这种方法是可行的。     

一种改进的电子电力变压器并联控制技术

电子电力变压器的并联运行是当前微电网运行稳定性的关键问题,针对当前典型的基于调差特性方程的电子电力变压器并联技术的均流效果精度低和动态响应差的问题,在传统功率下垂控制技术的基础上,通过增加瞬时电压基准补偿环节和输出阻抗参数调节环节的多环控制方式。提高了系统的动态均流能力以及参数不一致的调节能力。利用Matlab/Simulink仿真软件结合2台电子电力变压器并联构建了相关仿真模块,从仿真结果可以看出该控制方案具备可行性及良好的动态特性。     

基于RT-LAB的PET中间级直流变换器半实物仿真平台设计

隔离型双向DC/DC变换器是电力电子变压器(PET)的重要组成部分,其性能好坏将显著影响整个PET的功能.大功率隔离型双向DC/DC变换器多采用模块化串并联的方式实现.设计过程中存在控制复杂、研发周期长、测试困难等问题.本文基于RT-LAB搭建了包含模块化隔离型双向DC/DC变换器实际物理装置的半实物仿真平台,利用RT-LAB的控制功能及在线参数调试等特点对系统进行优化设计.实现了输入串联输出并联型DC/DC变换器均压均流控制策略.结果表明:该半实物仿真平台是研究模块化DC/DC变换器系统的有效方法.     

电力电子变压器输出特性仿真分析

输出电流是电力电子变压器的一项重要参数,输出电流过大时,可能会导致电力电子变压器发热严重,甚至烧坏;输出电流过小或者不稳定、畸变都会在一定程度上增大电力电子变压器损耗,从而加速内部元器件老化,利用率降低.为了研究电力电子变压器输出电流的控制策略,本文对AC-DC-AC型电力电子变压器,在MATLAB/SIMULINK中...     

燃料电池电动车电驱动系统效率优化控制

燃料电池的发电效率随着输出的变化会有很大改变,对燃料电池电动车的运行效率产生很大的影响。通过对燃料电池本身特性和驱动系统的研究,提出考虑燃料电池本身效率的整体效率优化控制,在满足负载需要的前提下通过改变电机励磁电流和直流变换器的占空比使得整个电驱动系统的运行效率最高。为此,建立了电驱动系统的稳态损耗模型,并通过仿真和试验结果的对比验证了损耗模型的有效性。实验结果表明系统损耗随励磁电流和占空比的改变而改变,从而验证了该文提出的优化效率控制方法的可行性。     

基于邻接矩阵的电力电子变换器潜电路分析方法

建立了电力电子变换器潜电路的邻接矩阵分析方法。将变换器各元件间的连接状态采用邻接矩阵存储,通过深度优先搜索算法对邻接矩阵中处于连接状态的顶点序列进行搜索,根据路径判别条件实现了潜电路的识别,得到用顶点序列描述的潜电路路径。以C和VC＋＋6.0为平台编制了基于邻接矩阵的电力电子变换器潜电路分析软件,并以升压谐振开关电容变...     

PSPICE在电力电子虚拟实验室中的应用

本文介绍了基于VC＋＋和PSPICE的电力电子虚拟实验室,采用PSPICE作为电力电子虚拟实验室后台仿真软件,并在VC＋＋环境下实现了电力电子变换器的仿真．仿真过程中,对PSPICE输出文件进行了分析和处理,并将报错信息及时地反馈给实验者．实验表明,把PSPICE作为虚拟实验室后台仿真软件的方法可以得到理想的仿真波形,满足实验的要求．     

居民区配电变压器节能运行方式初探

主要对居民区配电变压器的运行方式进行探讨。目前城市住宅小区供电方案普遍采取单台变压器运行方式,对两台配电变压器按照日负荷曲线并列运行方式,和单台同容量的运行方式进行比较,对其节能效果和投资效益进行了分析。配网系统中,配电变压器是产生电能损耗的重要环节,解决配电变压器节能降损的问题符合目前国家关于节能减排的相关政策。     

基于小信号分析的电子变压器控制策略及性能测试

针对实际工作中,谐振型电子变压器受多方面小信号干扰问题,将反馈控制概念引入控制系统,使设备在受小信号干扰情况下变换器输出电压仍能保持恒定。首先,以等效电路法作为基础建立系统网络的小信号模型,得出电子变压器输出电压与控制频率之间的传递函数,并判定系统的稳定性;其次,分析电子变压器传递函数的波特图以便为补偿控制器的设计提供依据,并采用PI控制器对系统进行补偿;最后,搭建实验样机,测试了电子变压器宽范围输入调压性能和在不同负载下的效率。实验结果表明:基于小信号分析的LLC型电子变压器控制策略可在宽输入、全负载范围内实现稳压输出及高功率密度需求。     

高频变压器分布电容计算方法

在大容量多端口变换器中,高频振荡问题严重威胁系统的可靠运行,而高频变压器的分布电容则是重要的影响因素之一。为了在设计阶段精确计算高频变压器的分布电容,该文对不同绕组结构圆导体和利兹线的分布电容已有计算方法进行了总结,根据圆导体匝间的电场线路径提出了分段解算方法,指出了利兹线现有分析方法研究的不足,并提出了一种修正方法。考虑到高压大容量高频变压器绕组隔离层的影响,对典型C型、 Z型绕组排布方式和任意多匝多层多并联绕组排布方式的分布电容解析计算进行重新推导。通过有限元仿真和实验分析,验证了所提方法的准确性,为后续高频变压器的分布电容计算以及系统分析设计提供了基础。