基于单周控制的三相三线制有源电力滤波器

设计了一种单周控制的三相三线制有源电力滤波器,该滤波器工作时无需检测三相负载电流和三相输入电压,无需进行繁琐的参考电流、无功电流和谐波电流计算;只需检测两相电源电流和直流侧电容电压,通过简单计算就可直接求出每个开关周期内各开关的占空比.给出了该滤波器的控制方程,并对其进行了仿真研究,仿真结果表明新设计的滤波器能有效补偿谐波和无功电流,抑制负载不对称。     

基于反正弦函数加速收敛的新型有源滤波器锁相环

为保证指定次谐波补偿有源滤波器(Active Power Filter,APF)取得更好的补偿效果,主要研究了有源滤波器的锁相环(Phase Locked Loop,PLL)技术。本文根据dq变换原理,提出了一种基于反正弦函数加速收敛的新型有源滤波器锁相环技术。该技术在误差范围内,可实现绝大部分相位偏移范围内的1次调节锁相。与传统的基于dq变换的锁相环技术相比,新型锁相环技术具有明显的速度优势和灵活性。最后,仿真与实验结果验证了上述分析的正确性。     

电力系统谐波检测的FFT加窗插值算法与小波分析方法的比较

对电力系统谐波检测中常用的FFT加窗插值算法和小波分析算法进行了分析比较：FFT加窗插值算法具有检测精度高、实现简单、功能多且使用方便的优点,但计算量较大,因而实时性不够好;小波分析实时性好,能够获取较精确的基波信号,然而对于其他整数次谐波的幅值和相位则较难精确的获得,且难于构造分频严格、能量集中的小波,检测精度也有待改善.并通过仿真实验验证上述结论.     

配电系统综合型电能质量补偿器及其复合控制研究

提出了谐振阻抗型混合有源滤波器RITHAF与SVC结合的谐波与无功补偿的综合电能质量补偿器的电路结构,并就该综合电能质量系统的模型进行了推导.通过模型分析得出,该综合电能质量控制系统既能进行谐波治理,又能进行无功补偿.在分析模型的基础上,对晶闸管控制电抗器TCR采用电压闭环控制,而对谐振阻抗型混合有源滤波器RITHAF,结合传统滞环控制算法响应速度快和双谐振积分控制算法无稳态误差的优点,采用电流复合型滞环控制方法,利用PSCAD进行了系统仿真和实验室的实验验证.模型推导和仿真实验证明了该综合型电能质量补偿器的可行性,有较高的应用价值.     

基于相关因子的太阳能光伏发电系统互补复合孤岛检测研究

充分利用主动电压相位突变检测与被动电流扰动的互补特性,提出基于相关因子的复合孤岛检测方法,克服单一相位突变检测方法的被动检测方法在近乎阻性负载下失效的问题,加快检测速度,并尽可能减少对电能质量的影响.利用当孤岛发生时逆变器输出电压和电流扰动的相互关系产生相关因子,通过阈值判断孤岛是否发生.在MATLAB 仿真平台上搭建光伏并网系统仿真模型,选择代表性负载,模拟实际过程,进行相应分析,较好地验证了这一方案的可行性和有效性.此外,复合检测方法还能区分孤岛现象与电网电压不稳定或大负载的突然投入/切除引起电网的异常偏离.     

基于运算放大器和傅里叶谱分析的电导与微分电导同步测量

提出一种基于运算放大器和傅里叶谱分析仪的电导与微分电导同步测量方法. 针对非线性样品二极管在交直流偏压作用下的输出响应电压特征进行了理论研究,在输出响应电压信号谐波高频成分远小于低频成分的假设条件下,推导了二极管电导及微分电导同步测量方程,得到完整的物理关系解析表达式. 对二极管进行的仿真实验和电路测量实验结果验证了该方法的有效性;并发现二极管在相同的直流偏压下,其微分电导信号的精度比电导信号的精度高一个量级.     

基于SPWM的电能质量调节器仿真

电能质量调节器是一种电能质量综合调节装置．它以SPWM技术为基础,实现畸变波形的补偿、动态电压恢复,实现向用户灵活供电,属于用户电力电子技术的重要内容之一．该文针对三相四线制的电力电路,采用系统电流和电压整体补偿控制方式,并用PSIM和MATLAB进行联合仿真,分析系统的功率因数、谐波等性能指标,得到较好的结果,可为实际电路的实现提供参考依据．     

空间矢量PWM数字化实现方法研究

对SVPWM常规算法和快速算法进行了综合分析,并给出了其数字化实现方法;针对不同的零矢量分配因子和不同的调制比,对三相SVPWM逆变器的调制信号及其输出电压谐波特性进行了比较分析.仿真和实验结果证明了SVPWM实现方法的正确、有效性.与SVPWM常规算法相比,快速算法直接利用三相参考电压瞬时值计算开关状态切换时间、不需进行复杂的坐标变换、三角函数运算、扇区判断和有效矢量作用时间计算,不仅更易于各种SVPWM方法的数字化实现而且在同样条件下其运算速度更快.     

数字化逆变电源单相SVPWM技术的研究

通过对三相SVPWM思想、方法与研究手段进行类比,将SVPWM技术推广至单相PWM逆变电源.针对单相逆变电源的特点,引入单相"线电压"概念,并在此基础上分析了单相空问电压矢量,提出了单相电压矢量空间的坐标旋转变换方法.详细介绍了单相SVPWM算法的实现方法,给出了一种开关优化的单相SVPWM算法.最后通过构建实验平台,用实验验证了文中所述单相SVPWM逆变控制算法.     

高精度激光束扫描性能检测设备光学系统研究

首次完成了大视场、宽光谱、高精度、红外谱段激光束扫描性能检测设备的研制,着重研究了光学系统的实施方案.采用民用商品变焦照相镜头作为光学系统,完成了红外工作波段镜头透过率的测试,测试结果表明,镜头在红外工作波段的透过率可以满足使用要求.根据检测设备的具体特点,改善了检测精度的方法,提出校正镜头成像位置畸变和精确测量镜头焦距的方案,并完成了实验验证.实验结果表明,镜头在工作视场的畸变从校正前的3.05%下降为校正后的0.09%.镜头焦距的测量精度达到0.1%.该设备的检测视场为5°～60°可调,工作波段808～1064nm,扫描角检测精度达到1 mrad.该检测设备具有高精度、低成本、使用方便、通用性强等特点.     

基于最小补偿电流算法的有源电力滤波器

在分析一种用于检测谐波和无功电流的最小补偿电流控制算法的基础上,提出一种有源电力滤波器的设计方法,该方法在同一个闭环中对谐波和无功电流进行计算并产生相应的补偿电流.与目前的控制算法相比,采用最小补偿电流算法设计的有源电力滤波器具有更简单的结构、更高的精度和更好的补偿性能.仿真结果证明了该控制算法和电路结构的有效性.     

提高交交型矩阵变换器电压传输比的两种方法

交交型矩阵变换器电压传输比不大于0.866,一直是制约其应用的最重原因之一,因此对突破这一限制的研究具有重要意义.该文提出了两种提高矩阵变换器电压传输比的有效方法,即过调制法和谐波注入法.文中阐述了两种方法的基本原理,对比分析了两种方法的特点,并通过仿真和物理样机实验验证了这两种方法的可行性和有效性.实验结果表明:两种方法都能使电压传输比提高到1.0左右,但其输出电压中的谐波含量都相应增大.比较了两种方法所产生谐波的特点及其抑制对策和适用范围,对工程应用有一定的参考价值.     

单相单位功率因数开关变流器谐波电流的分析与补偿

在基于对等效电流源电路模型分析的基础上，推导出了单相单位功率因数变流器输出电流二次谐波的计算公式，将输出二次谐波电流正、反向交替注入交流输入侧来抵消电流中的谐波。通过选择最佳谐波注入系数和使用功率因数校正技术，使交流电流中谐波含量最少，谐波畸变率由48．22％下降到5．610％，功率因数接近1，电流、电压波形接近正弦波，还给出了主要参数的计算公式。仿真结果证明了本方法的可行性。     

基于嵌入式操作系统的智能软启动器设计

为减小异步电机起动电流,改善电机起动性能,以三相反并联晶闸管为主电路,研制一种基于嵌入式操作系统的智能软启动器.利用以STM32F407为控制核心的嵌入式实时操作系统uCOS II实现软启动器实时检测电压、电流和计算并发送触发脉冲的多任务处理.同时该软启动器集多种起动、停车模式和软硬件检测与保护于一体,能实时检测电机起动过程的欠压、过流和缺相等多种信号,从而实现对电机的多重保护和智能控制.最后完成硬件电路的设计与调试,并通过仿真和实验验证软启动器的性能.     

电力系统相量测量方法的研究

用离散傅里叶变换理论，对电力系统电流相量及电压量的测量方法进行了探讨，并就采样频率，非周期分量等因素对测量精度的影响进行了比较研究，仿真计算结果表明，通过采用适当的前置滤波处理技术，在电流电压含有衰减直流分量和各种整次谐波分量的情况下，均能准确地测量出相量的幅值和相位，最大瞬时相对误差２％以内。     

基于FPGA设计数字锁相环

为了能在数字通信系统的接收端对信息进行正确译码,需产生一个用作取样判决的位定时脉冲.对采用数字锁相环提取定时脉冲的方法进行分析,提出了一种由微分超前/滞后型鉴相器构成数字锁相环的Verilog-HDL建模方案和基于FPGA实现该方案的设计过程,给出了仿真结果.以锁相环在CMI线路码译码中的应用为例,验证了该锁相环工作的可靠性.     

基于PMU的电压不平衡检测研究

针对三相电力系统电压不平衡检测,利用向量测量单元(PMU)输出下采样负序,应用广义局部最优(GLMP)检测器并推导出数学模型,该方法具有检测灵敏、快速识别突发事件和潜在的故障,并可结合实际电压不平衡加以约束,仿真结果表明提出的方法具有可行性,较好的接近真实值,并具有鲁棒性,该方法实时实现GLMP的采样,可以应用在远程检测和快速处理大数据,为开发网络检测和在线检测提供一定的参考.     

使用永磁同步发电机和boost斩波电路的风力发电系统

为了从变化的风中获得最大功率,永磁同步发电机风力发电系统通常采用变速运行方式,因此需要一个三相整流器带一个大容量的电容器和电流控制电压源逆变器.由于整流器的非线性特性,在永磁同步发电机(PMSG)中会引起高密度低频率的谐波电流,结果使电机总的损耗增加.若在风电能量转换系统中使用boost斩波器,可以同时实现最大功率跟踪,输出电压调节和谐波削弱.仿真结果证明提议的系统是可行的.     

基于电容ESR的升压变换器环路补偿研究

运用双极点双零点控制理论,设计了电压控制模式下升压变换器的补偿环路.通过选择在合适频率点处放置零极点来矫正系统的响应曲线,以达到增大相位裕度的目的.利用Cadence 16.6对所设计环路进行电路仿真,对比分析了补偿前后穿越频率点处的相位裕度和幅值.在负载电流跳变时,对不同输入电压下的输出电压稳定性进行仿真验证.结果表明,在受到负载突变干扰时,变换器能够在很短时间内恢复正常工作,满足宽范围输入电压的输出稳定性要求.     

谐波治理和有源滤波无功补偿装置及应用

电力电子元件在工业及家用电器领域的普及应用,产生非线性谐波,使电网畸变日益严重,影响电气设备的正常运行。本文介绍一种有源滤波补偿无功功率的方法,该方法用于非线性冲击负荷较大的工业企业和电网,有效滤除电网中高次谐波,使电压畸变率由5.2%降低至1.3%,改善电压质量,提高供、用电设备效率,实现节能降耗。