双环控制新型三相串联APF建模与仿真研究

有源电力滤波器可动态补偿电网中的谐波和无功分量.在分析整流桥直流侧并联型有源电力滤波器的基础上,提出了三相整流桥直流侧串联型有源电力滤器的基本拓扑结构,建立了基于双环控制的数学模型,并从理论上证明了基本结构和控制模型的正确性.对补偿前后三相电源电流进行了仿真研究,结果表明补偿后各相总谐波畸变率大大降低,电源电流为与电源电压同频同相的正弦波,很好地证明了该新型有源电力滤波器良好的补偿效果.     

基于dSPACE的并联型有源电力滤波器仿真研究

采用基于dSPACE控制的并联型有源电力滤波器实现电网谐波的集中抑制方案.提出基于dSPACE的实物仿真,实现对APF的电流电压采样,补偿电流基准的检测计算,以及高性能的恒频滞环电流控制和直流侧电压的PI稳压调节,提高APF控制算法以及参数调试的效率.基于MATLAB的仿真和实时仿真实验结果证明采用新型检测算法和控制的有源滤波器能对电网电流进行集中净化,具有良好的补偿效果,证实了基于dSPACE控制的APF的可行性和正确性.     

注入型有源电力滤波器控制策略的研究与仿真

采用注入型有源电力滤波器消除谐波,可抑制谐波和补偿无功。分析了注入型有源电力滤波器的工作原理和传递函数。针对有源电力滤波器系统参考信号是以20ms为公倍周期的各次谐波的合成量这一特点,在传统PI算法的基础上根据参考电流是周期量这一特点提出了递推积分PI算法。利用PSIM仿真软件建立了仿真模型,理论和仿真实验都证明采用该控制算法可使注入型有源电力滤波器实现更精确的控制、更快的响应速度和更理想的补偿效果。     

谐振注入式混合型有源滤波器的仿真研究

提出了一种适用于中高压系统的并联谐振注入式混合型有源滤波器,给出了拓扑结构。对注入支路的参数进行设计和分析;建立并联谐振注入式混合型有源电力滤波器的简化电气模型,提出了两种控制策略,在MATLAB仿真平台上,利用谐波抑制函数分析研究了不同基本控制策略下电网及系统各个参数波动对装置的谐波补偿特性的影响;给出了该结构的无功补偿特性,解决了传统注入式混合有源电力滤波器存在谐波注入能力与无功容易过补互相矛盾的问题。对并联谐振注入式混合型有源电力滤波器作了仿真实验,结果验证了理论分析的正确性,谐波和无功都得到很好的抑制。     

静止无功发生器动态模型和非线性逆系统-PI控制策略研究

应用状态空间平均建模法推导出静止无功发生器(SVG)的动态数学模型.基于此模型,采用双变量传统PI控制策略控制SVG系统,发现该控制策略在两个控制目标变量(无功功率和直流侧电压)的动态性能方面存在不足.依据所建立的动态数学模型推导出SVG系统的逆函数,由此进一步得出非线性逆系统-PI控制策略以提高SVG系统无功功率和直流侧电压的动态响应速度.应用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建SVG的控制系统模型,仿真结果表明了SVG动态教学模型的正确性和非线性逆系统-PI控制策略的有效性.     

两种整流方式的牵引供电系统仿真比较

24脉波整流器由于能量只能单向流动,制动时直流侧能量无法回馈,导致能量利用率较低,直流侧电压脉动大。新型城市轨道交通采用PWM整流器,很好的解决了这一问题。分别建立了24脉波整流器和PWM整流器的仿真模型,采用快扫描的方法分别对基于24脉波整流器的传统牵引供电系统和基于PWM整流器的新型牵引供电系统进行了运行仿真,对仿真结果进行了对比。从仿真的结果可以看出基于PWM整流器的新型牵引供电系统直流侧电压稳定,能提高能量利用率。     

一种适用于电动车的直流调速系统仿真

针对带电流截止负反馈电压闭环直流调速系统的不足，在对原系统改进的基础上，提出了一种新的基于电压控制策略的直流调速系统：电压／电流双闭环直流调速系统。文中较详细地分析了改进后系统的工作原理，同时对改进前后的系统进行了对比仿真研究，仿真结果表明，改进后系统的动态性能，特别是起动性能得到了改善。     

输出滤波器对PAPF系统性能影响的仿真分析

;并联型有源电力滤波器能够补偿非线性负载产生的谐波电流、抑制电网电流谐波含量,提高电网的电能质量.现在,并联型有源电力滤波器的变换器几乎均采用PWM(Pulse Width Modulation)控制方式,致使滤波器输出的补偿电流含有变换器开关频率附近的高次谐波,通常可采用在有源电力滤波器的交流侧增设输出滤波器加以抑制.输出滤波器目前太多采用2阶Butterworth低通滤波器,近年来更多是对输出滤波器设计的研究,很少研究输出滤波器对并联型有源电力滤波器性能的影响.提出了并联型有源电力滤波器PAPF(Parallel active power filters),系统输出滤波器的设计方法,分析了输出滤波器对PAPF系统性能影响,通过仿真验证了分析的正确性.     

双馈感应式风力发电机的电压跌落响应分析

现代风力发电的发展,对风电生产提出了新的需求,即在电网电压跌落处于一定范围内时风力发电机装置必须保持和电网相连。研究了在电网电压跌落发生期间和故障清除后,双馈感应式风力发电机（DFIG）的转速,直流侧电压,有功,无功等量的动态响应,并分析了响应产生的机理。利用matlab/simulink建立了DFIG的仿真模型,并介绍了相应的控制方法,而DFIG模型在电网电压跌落下的仿真结果则很好地验证了分析所得结论的正确性。     

船舶电力推进混合仿真系统设计

用物理模型和仿真模型相结合的方法,设计船舶电力推进(EPS)混合仿真系统。使用CAN现场总线技术,配置仿真网络系统。永磁电机采用模糊神经网络和无位置传感器观测器的控制方法,利用数字信号处理器(DSP)实现运动过程的控制。建立船-桨数学模型,控制直流负载电机,仿真螺旋桨特性。船舶电力推进混合仿真系统建成,不仅能够满足学生和船员培训需要,而且能为科研提供一个开发平台,也可为有关公司和船厂进行相关实验。     

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。     

电力谐波滑窗迭代DFT检测算法的研究与仿真

有源电力滤波器的动态补偿要求能够准确、实时地检测出电网中瞬态变化的畸变电流。针对现阶段有源电力滤波器畸变电流检测方法存在工频周期时延、计算量大等不足,提出了一种基于离散傅立叶变换的滑窗迭代DFT(Discrete Fourier Transform,DFT)算法。该方法能有效地提高系统的实时性、目标跟随特性和抗干扰性,并且具有计算量小、容易工程实现的特点。利用MATLAB进行了滑窗迭代DFT仿真实验,实验结果表明该算法的有效性和正确性。     

交-直-交高速动车组机车的谐波模型及仿真分析

电力机车功率变化直接影响牵引负荷谐波特性,高速动车组与目前广泛应用的交-直机车的谐波特性有明显区别。基于电压型PWM变流器谐波的产生原理和牵引供电系统等效电路,以CRH2动车组为原型构建了交-直-交机车的谐波数学模型。在此基础上对高速机车在牵引和再生制动两种工作状态下功率变化时的谐波电压、谐波电流进行了仿真计算,分析其随功率的变化趋势、动态特性和频谱特性,与实测数据的对比验证了谐波模型及其理论分析的正确性与可行性。     

三相电压型PWM整流器建模和仿真研究

三相电压型PWM整流器(VSR)广泛用于AC/DC/AC系统前端整流.考虑到VSR本身非线性特点,建立适合于控制器设计上的数学模型比较困难,提出了一种状态反馈解耦控制电流内环和直流电压平方外环的电压型PWM整流器新型控制策略,基于功率平衡理论,采用解耦状态反馈控制方法,分析并建立了三相电压型PWM整流器d-q坐标系下的线性化数学模型.由于采用直流电压平方外环,使典型的非线性模型线性化,控制器设计直观精确,提高了直流电压和网侧电流的跟踪能力,改善了波形.提出了一种空间矢量的简化算法,简化了运算过程.在MATLAB/SIMULINK环境中建立了仿真模型.仿真结果表明:所设计整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应,实现简单,具有一定的实用价值.     

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。     

基于dq稳态模型的双级矩阵变换器功率特性研究

利用三相静止坐标到同步旋转坐标的变换技术(dq变换),建立了dq坐标系上TSMC系统的稳态数学模型(dq模型),推导了TSMC电压增益、有功功率、无功功率、网侧输入功率因数角等特性的解析表达式,并利用开关模型仿真对dq模型的正确性进行了验证.在此基础上以15开关电路TSMC为例,绘制了其有功功率、无功功率、网侧输入功率因数角的特性曲线,分析了滤波参数、负载及控制变量对功率特性的影响,得出了一些有意义的结论,分析结论对于TSMC系统的设计和控制具有一定的指导意义.     

无刷直流电机牵引特性仿真研究

分析了无刷直流电机提前相位角恒功率调速的机理和传统逆变器的局限性,对采用双模逆变器无刷直流电机恒功率调速进行了仿真研究,结果证明了无刷直流电机通过采用双模逆变器和适当的提前角可实现大范围恒功率调速而不用增加功率开关管的容量.通过仿真结果获得的不同调速比下的提前角可作为实时控制的基础数据.     

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。     

风力发电和飞轮储能联合系统的模糊神经网络控制策略

针对于风力发电和飞轮储能联合系统,提出了一种新的控制策略。基于飞轮储能系统里矢量控制的感应电机,建立了系统的数学模型。在系统里,采用模糊神经网络控制算法实现直流总线电压的自动调整,达到稳定系统的直流总线电压的目的。仿真和实验结果证明,在风力发电和飞轮储能联合系统的能量控制过程中使用模糊神经网络控制算法实现了能量的快速存储和释放,起到了稳定系统电压的作用,取得了满意的控制效果。