摘要：由于水电机组自身复杂的动态特性,导致高比例水电在参与电网调频过程中易产生超低频振荡,不利于电网安全稳定运行。为此,提出一种基于小信号建模分析的水电机组参与电网调频方法。首先,为体现更贴近实际工作状态的动态特性,基于小信号分析对水电机组参与电网调频进行模型构建;然后,考虑到小信号模型会反映系统诸如超低频振荡等危害的发生特征,进而突出系统的非线性,进行分数阶PID(FOPID)控制器设计调速系统;在此基础上,利用遗传算法以频率偏差最小为目标进行控制器参数优化,以进一步改善控制效果。仿真分析表明,所建水电机组小信号模型能够准确反映水轮机的动态特性,同时性能优越的FOPID控制器能有效地抑制超低频振荡。

摘要：动态无线供电技术具有无磨损、维护成本低等优点,在自动化分栋系统中具有良好的应用价值。论文针对单轨动态无线供电系统,在考虑整流桥前的电流断续及副边谐振电路寄生参数的影响下,分析了整流电压与负载的关系,指出因负载变化导致的整流电压大范围波动给后级稳压器的建模和闭环参数设计带来了挑战。为使后级稳压器小信号模型描述的更为准确,论文考虑了副边侧谐振电路的影响,引入幅值/频率修正系数,对后级稳压器小信号模型的低频段增益和中频段谐振峰频率进行了修正。在此基础上,为进一步提高系统的变负载动态响应能力,论文提出加入整流电压前馈环节。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性和所提方案的有效性。

摘要：针对单轨动态无线供电系统,在考虑整流桥前的电流断续及副边谐振电路寄生参数的影响下,分析了整流电压与负载的关系,指出因负载变化导致的整流电压大范围波动给后级稳压器的建模和闭环参数设计带来了挑战。为使后级稳压器小信号模型描述得更为准确,考虑了副边谐振电路的影响,引入幅值/频率修正系数,对后级稳压器小信号模型的低频段增益和中频段谐振峰频率进行了修正。在此基础上,为进一步提高系统的变负载动态响应能力,提出加入整流电压前馈环节。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性和所提方案的有效性。

摘要：针对连续导通电流模式(CCM)与断续导通电流模式(DCM),介绍了占空比计算与小信号模型的建立方法。在CCM模式下,通过状态矩阵分析与泰勒级数展开,得到系统的小信号状态空间平均方程。在DCM模式下,采用开关网络平均法与泰勒级数展开,得到开关网络的平均模型与变换器的小信号模型系统。成功建立了电力电子变换器的占空比计算与小信号数学模型,为电力电子设计提供了有力的分析工具。

摘要：无线电能传输(WPT)系统具有高阶、非线性及强耦合的特点。为准确描述WPT系统动态响应,进而实现控制系统的优化设计与分析,该文以LCL-S电路拓扑为研究对象,利用广义状态空间平均建模方法得到WPT系统的大信号模型,在此基础上建立系统高阶小信号模型。同时,为简化系统控制器设计,采用拉盖尔多项式展开与平衡理论相结合的方法,对高阶小信号模型进行降阶处理,即将11阶系统降为3阶。仿真与实验结果表明,降阶系统与全阶系统具有相似的动态响应及小扰动稳定性,验证了降阶模型的有效性与准确性,为WPT控制系统的设计奠定了模型基础。

摘要：在研制一台输出功率20 k W,开关频率50 k Hz的全数字控制脉冲MIG/MAG逆变弧焊电源DPS-500时,为了提高系统的控制精度和动态响应,采用了峰值电流模式PSFB-ZVS PWM主电路拓扑.运用平均开关建模法,建立PSFB-ZVS PWM变换器的功率级在CCM下的小信号模型.推导峰值电流模式控制部分的小信号模型,最终建立峰值电流模式PSFB-ZVS PWM逆变弧焊电源的完整小信号模型.推出斜率补偿的设计原则,设计了PI频率补偿器.小信号模型的解析计算结果与通过Simplis小信号频域分析工具软件获得的频域响应一致.

摘要：为了进一步减小超级变换器——Superbuck变换器的输出纹波,针对Superbuck变换器进行控制系统设计。根据典型的Superbuck变换器主拓扑结构开环频率特性,设计出一种双闭环控制系统,给出了方案、系统设计图和设计后的系统开环传递函数。对设计的控制系统进行了仿真,仿真显示,与国内外设计的Superbuck控制系统相比,系统输出性能得到了提高。

摘要：在逆变器无线并联系统中,下垂控制器的参数会影响功率均分的动态响应和稳定性。传统的方法是利用准稳态相量的小信号模型来辅助设计下垂控制器。然而,交流信号的准稳态相量在分析动态响应较快的逆变器并联系统时会受到局限。以使用下垂控制的400 Hz逆变器并联系统为研究对象,建立该系统基于时变相量的小信号模型。理论分析表明,传统的小信号模型在设计并联系统参数时有局限性。与传统的模型相比,所建立的基于时变相量的小信号模型考虑了下垂调节的暂态过程,解释了传统模型扩大了系统参数选择范围的原因,并对并联系统的参数提供了更加精确的选择范围。仿真和实验结果验证了该小信号模型的准确性。

摘要：小信号稳定性是微网运行的关键问题之一,特别是孤岛运行时,控制器结构较为复杂,且缺少大电网的电压频率支撑。为此,以未来可再生电能传输和管理(future renewableelectric energy delivery and management,FREEDM)网络为对象,推导固态变压器(solid state transformer,SST)、网络线路及负荷模型的状态空间方程,建立完整的微网小信号模型,分析孤岛运行时的稳定性,并根据其状态矩阵特征值及灵敏度,确定影响系统稳定的关键参数,设计配置多SST的环形微网,仿真验证选取的控制器参数的正确性。结果表明,系统对负荷突变和随机波动都具有很强的适应性,且具有良好的环流抑制效果。所建小信号模型可用于微网稳定性分析及控制器参数的优化设计。

摘要：为分析逆变器无连线并联系统的稳定性,建立了一种以下垂法作为均流控制方法的并联系统的统一小信号模型,并给出了下垂系数的设计方法.该小信号模型可适用于传统下垂法及改进下垂法控制的并联系统.基于小信号模型建立了由2台1 kVA逆变器构成的无连线并联系统,使用Matlab绘制了该并联系统的根轨迹图,分析了下垂系数变化对系统稳定性和动态响应性能的影响,并在此基础上选取了适当的下垂系数,使系统能稳定运行,实现较好的均流效果.实验结果证实了该小信号模型及下垂系数设计方法的正确性和可行性.