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.     

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。     

无刷直流电机驱动用新型谐振极逆变器研究

有限能量供电的无刷直流电机驱动系统中,为了实现逆变器的高频、高效和提高可靠性,提出了一种无刷直流电机驱动系统专用的谐振极软开关电压源逆变器.通过在传统硬开关逆变器三个输出端和直流母线之间添加辅助谐振单元,实现了逆变桥主开关器件的软开关动作.谐振控制开关零电流开关条件开通,零电压开关条件关断.对提出的新型谐振极逆变器进行了数学分析和仿真研究,仿真结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性.     

基于状态变量三维可视化的逆变器系统分析

为改进非对称T型低通滤波器的电压型逆变器的设计,提出并实现了一种三维状态变量的可视化的分析方法.首先由状态方程推算出其状态转移方程,然后将滤波器输入电压代入得到三个状态变量关于时间t的表达式,再将状态变量综合成为三维空间轨迹.所得图形不但能表明T型低通滤波器中各个变量之间的关系,还可用来判断系统的稳定性.实验波形和仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.     

单相全桥SPWM逆变器的仿真研究

建立了单相全桥电压型SPWM(Sinusoidal Pulse-width modulation,正弦脉宽调制)逆变器的数学模型,分析了设置死区时系统中IGBT(Insulated-Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极晶体管)的通断状态,用MATLAB/Simulink中的基础模块模拟逆变器的工作状态、死区效应、死区补偿和控制系统,用数学分析和实验波形对仿真结果进行了验证.该方法可用于揭示逆变器的死区效应,补偿效果和控制系统的静、动态响应.     

三相电压型逆变器的模块化平均模型研究

为克服三相电压型逆变器现有平均模型的局限性,提出并推导一种适合于实现模块化仿真的平均模型.建立开关模型时,分单元建模且各单元之间仅通过独立的电感电流和电容电压相互接口,除基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)外,不施加任何额外约束;建立平均模型等效电路时,通过增加冗余变量和冗余方程,使得模型中保留原始电路中的全部非开关器件,并可实现各相单独计算.与现有模型相比,模型去除了对三相交流波形形状、性质的要求.由于各单元在功能上相互膈离,模型只需按实际电路做局部修改即可用于负载非线性、负载含谐波源等场合.对模型特点的讨论和仿真实例证明了模型的有效性.     

天气变化时光伏并网系统MPPT算法的仿真研究

光伏并网系统在天气快速变化时,采用传统的扰动观测算法会产生误判。针对这一问题,对dP-P&O算法进行了改进,提出了dP-P&O-dP最大功率跟踪算法,进一步减少了最大功率跟踪过程中的误判现象。引入了变步长的方法解决了跟踪快速性与稳态稳定性难以兼顾的问题,并给出了步长系数的设计原则。在详细分析光伏阵列输出特性的基础上,建立了其随光照变化的仿真模型,并且简化了并网逆变器的模型,采用MATLAB中的S函数编写了提出的最大功率跟踪算法的仿真算法,大大提高了仿真的速度。通过对仿真结果的比较分析,表明了该算法的正确性和有效性。     

基于特征模型的预测函数控制的仿真研究

传统的预测函数控制通常采用一阶的预测模型,该预测模型不能完全表征被控对象,因此使得传统的预测函数控制的鲁棒性受到一定限制。特征模型是一种比动力学模型简单,但能表征被控对象特征的模型。针对预测函数控制算法的缺陷,提出了利用二阶特征模型来构成预测模型。通过与采用一阶预测模型的预测函数控制进行比较,理论分析与仿真实验结果均表明,采用特征模型的预测函数控制具有比一阶预测模型更好的控制效果,该算法在SUPCON-JX300X集散控制系统上实现。     

基于特征模型的柔性关节机械臂的控制

基于特征建模的思想，用二阶时变差分议程形式起立柔性关节机械臂特征模型，并应用该模型结合扑克适应控制对柔性关节机械臂控制进行了研究。该方法的特点是不需要计算系统的动力学模型，只根据系统的输入输出通过参数估计算法估计出时变差分议程的参数，设计智能控制器，它设计简单，使用方便。通过仿真研究表明该方法的有效性。     

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).     

基于Wiener模型的风力发电系统变桨距控制

风力发电系统具有非线性强和波动性大的特点,如何在风速随机变化的工况下,快速地将风电机组输出功率控制在额定范围内是风电系统控制面临的重大难题。针对5 MW风电机组的变桨距控制问题,提出一种基于Wiener模型的风力发电系统变桨距控制方案。根据Wiener模型线性和非线性环节可分离的特殊结构,通过计算非线性环节的逆,构造具有线性性质的广义风电系统被控对象,将风电系统非线性变桨距控制问题简化为线性模型控制问题。采用独立可分离信号分步辨识风电机组Wiener模型,可以更加精准地预测风电机组输出功率。仿真实例表明：该控制方法有效地提高了变桨距系统的控制效果。     

基于遗传算法的模糊智能变频空调仿真系统的研究

利用Matlab软件对基于遗传算法模糊智能空调系统进行了仿真设计。设计了模糊子系统和遗传算法子系统的仿真系统，以舒适度为目标函数，利用遗传算法对模糊智能变频空调的控制规则及隶属度函数进行了仿真寻优。并利用寻优获得的隶属函数和控制规则与PID算法、常规模糊控制算法控制同一被控对象的响应结果进行了对比分析。     

一拖三变频空调系统建模方法及控制研究

一拖多变频空调系统由于各蒸发器状态参数间的相互影响,使得系统的控制特性相当复杂,也增加了对系统进行动态建模的难度。为此,本文以一拖三系统为例,采用集总参数法,建立起系统的动态热力学模型;同时提出了系统中变频压缩机和电子膨胀阀的控制策略,引入了吸气压力控制和以电子膨胀阀直接控制室温的思路;制定了带有调整因子的模糊控制方法;利用系统热力学模型对控制策略和方法进行仿真研究,仿真结果表明所提出的控制策略和方法是有效可行的,能取得满意的控制效果。     

基于快速控制原型的风力发电半实物仿真系统

为提高风力发电MPPT控制器设计与测试验证的快捷有效性,提出了基于LabVIEW FPGA的MPPT快速控制原型(RCP)系统。在LabVIEW RT实时运行平台上,采用PXI-FPGA架构设计了风速、风力机和PMSG的实时仿真模型,以及MPPT快速控制原型。将功率变换器、实时仿真模型和MPPT快速控制原型相连接,构造出半实物仿真(HIL)闭环测试系统。通过渐变风速和自然风速的实时仿真测试,验证了所述快速控制原型系统设计的正确有效性,为风力发电系统的进一步深入研究提供了一套有效的实时仿真和半实物测试平台。     

双联变频空调系统建模与控制方法仿真研究

双联变频空调是非线性、时变、强耦合、多变量的控制对象；这使得过份依赖于被控对象精确的控制数学模型，如传递函数、高阶方程的经典控制方法难以实现。本文则着重于根据双联变频空调的运行特性，制定了双电子膨胀阀及压缩机的控制方法；并引进了负荷系数的概念和模糊推理方法。通过建立系统的动态热力学模型，利用仿真运算考察双电子膨胀阀开度及压缩机转速的调节对系统的控制结果，以验证控制方法的可行性。仿真结果表明此控制方法具有响应快、超调小，控温精度高，易于微机实现及实时控制性好的优点。     

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。     

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。