摘要：并网变流器作为分布式新能源发电的核心装备,其全工作区间运行稳定性研究的理论与实践价值巨大。目前,针对并网变流器的稳定性研究主要采用阻抗法和状态空间法,多以额定工况下的分析结果指导整个静态工作区的控制器设计。而实际并网变流器在不同功率段往往表现出不同的运行特性,如在青海省某光伏电站输出功率达到额定值65%左右时,公共连接点处更易出现电压、电流波形畸变。因此,进行并网变流器全工作区间运行特性的研究意义显著。然而,现有阻抗法和状态空间法等典型稳定性分析方法通常只在单一工作点进行建模,如何将其简单、直观地推广到全工作域的相关研究还较少。为分析并网变流器系统在全工作区间内稳定性,提出一种稳定域构建方法。首先,利用dq轴之间的多重耦合效应和锁相环的动态特性,将变工作点因子引入建模过程中;接着,构建一个含工作点变量的变流器单输入单输出传递函数模型。基于所提出的模型,能够直观分析系统的稳定工作域,进而能够研究系统参数对稳定域的影响规律。仿真与实验结果验证了该模型和理论分析的有效性。

摘要：以模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)上下桥臂的功率流动和能量波动为出发点,得到模块化多电平变流器上下桥臂子模块电容电压波动的数学模型。分析子模块电压波动与MMC传输功率、内部环流等物理量之间的关系。提出通过控制MMC内部环流的二次分量来抑制子模块电容电压波动的控制策略,通过测量相电流瞬时值和相电压调制值得到内部环流参考值,引入准比例谐振(Proportional-Resonant,PR)控制器进行环流闭环控制从而抑制子模块电容电压波动。该控制策略无需坐标变换,无交叉耦合项,简化了控制器的设计。仿真表明,在保持子模块电容大小不变的前提下,该控制策略能有效抑制子模块电容电压的波动,改善MMC输出的交流电压波形质量。

摘要：为了测量新能源发电基地内大型光伏、风力等新能源发电装备的频域阻抗特性,提出了一种兆瓦级宽频带阻抗测量装置设计及其控制方法,该测量装置可接入35kV待测新能源并网发电系统,测量频宽为10Hz～1kHz。首先分析了阻抗测量的基本原理并推导了待测系统在dq坐标系下的阻抗矩阵计算公式;然后介绍了所提阻抗测量装置的总体设计方案,并重点分析了电压扰动注入单元各部分的设计,包括功率子模块设计、LC输出滤波器设计和耦合变压器设计;电压扰动注入单元采用多功率子模块级联的结构,各功率子模块由三相不可控制整流、高频隔离DC/DC变换器和单相H桥模块先后串联构成;根据兆瓦级宽频带阻抗测量装置高压大容量和宽频带输出的要求,针对电压扰动注入单元提出了一种级联H桥模块调制比固定,通过实时调整高频隔离DC/DC变换器的输出电压来控制扰动注入单元输出电压幅值的控制方法,该方法输出电压畸变率低且控制简单可靠。最后,Psim仿真验证了所提阻抗测量装置设计和控制方法的有效性。

摘要：为了提高中点箝位型三电平变换器的可靠性,基于器件的安全工作区,综合考虑了变换器的拓扑结构、直流母线杂散参数、控制系统的延迟以及温度等因素,推导出了变换器系统安全工作区(SSOA)的数学模型。定量分析了结温和风速对SSOA边界的影响,并分别刻画了结温和风速影响下SSOA的三维立体图形。应用该方法对55 kW/380 V的变换器样机进行保护设计,通过实验验证了基于SSOA所设定的保护边界的有效性,表明SSOA可以保障变换器的可靠稳定运行,提高变换器的可持续运行能力。

摘要：铁路功率调节器(railwaypowerconditioner,RPC)主要承担电气化铁路牵引系统的有功转移和无功、负序补偿。在V/v牵引系统中,多电平铁路功率调节器(multilevel railway power conditioner,MRPC)需补偿无功维持电网电压平衡,此时造成MRPC链节功率不平衡,导致链节间电容电压的发散。为抑制电压发散,需注入环流电压和电流。传统注入方案仅注入直流或交流分量,未考虑MRPC功率损耗等性能。针对应用于V/v牵引系统的MRPC,分析其等效电路模型和链节功率不平衡原因;建立MRPC功率损耗模型,提出优化MRPC功率损耗的混合环流注入策略,并以损耗优化为目标,对环流的幅值和初相角进行优化设计。通过仿真对所提出的混合环流注入策略与传统方案进行对比,验证所提方案的正确性和有效性。

摘要：目前,国内外对稀土超磁致伸缩棒材(简称棒材)参数的测量和提取方法不尽相同,且大都没有考虑测试过程中由于棒材伸长导致的预应力变化问题,测量结果无法直接对比,误差无法确定,准确性无从考量。因此,换能器仿真设计没有可靠的特性数据做支撑。该文设计搭建一套稀土超磁致伸缩棒材特性测试平台,考虑由于棒材伸长导致预应力变化的因素,可对棒材静态及准静态性能进行测试,包括棒材的磁致伸缩性能、B-H曲线、杨氏模量等。重点对平台的保压装置进行设计优化,设置对比实验,实验结果表明,在测试过程中采用该文设计的保压装置,预应力变化率可由无保压装置的10.625%降至1.134%以下,且实验证明棒材性能测试更准确。最后对平台测试的B-H曲线、应力-应变曲线(σ-λ曲线)结果进行处理,得到磁导率和杨氏模量两个重要参数,并分析其随磁场强度和预应力的变化趋势。该平台的设计及优化为超磁致伸缩棒材参数的提取提供了一种更为可靠的测定方法。

摘要：在分析多逆变器并联功率分配机理上,提出一种低延时鲁棒功率下垂控制方法。通过重新设计等效输出阻抗呈阻性,将下垂控制器中有功/无功功率进行解耦。在此基础上,对有功功率控制构造积分器1/s,设计Q-f/P-U'鲁棒下垂控制器及U'恢复机理,提高了逆变器输出功率对等效输出阻抗和线路阻抗的鲁棒性,解除了线路阻抗与功率制衡关系,实现了负荷功率按额定容量比精确分配。该策略未改变逆变器等效输出阻抗的相频特性,无需重新设计等效输出阻抗,降低了设计难度。同时,利用所提的低延时快速功率计算方法降低了功率计算引入的控制延时,提高了系统的动态性。仿真和实验均验证了所提方法的正确性和有效性。

摘要：对于孤岛模式下的逆变器,其等效输出阻抗和连线阻抗差异对功率分配和环流抑制的影响较大。鲁棒下垂控制虽然可以减小阻抗差异对功率精确分配的影响,但在逆变器投入并联运行过程,存在冲击电流大、过渡时间长的不足,影响鲁棒下垂控制的实用化。为此,以阻性线路阻抗为例,提出一种改进的鲁棒下垂多环控制方法,其由功率外环和电压、电流双环构成。电压、电流双环设计中,采用考虑负载影响的控制器参数设计方法,抑制负载变化对电容电流内环跟踪性能的不利影响。功率外环通过引入阻性虚拟阻抗将逆变器的等效输出阻抗设计成阻性,提出一种改进的鲁棒下垂控制方法,与常规鲁棒下垂控制相比,可以改善逆变器的并机过程,减小并机冲击电流,加快并机过渡过程,实现平滑快速并机过渡。仿真与实验结果表明了所提理论的正确性和有效性。

摘要：针对分布于电网末梢的单相LCL型光伏并网发电单元,提出了一种单电流反馈有源阻尼优化方法抑制LCL的谐振尖峰,并采用SRFPI控制方法零稳态调节单相逆变器的瞬时并网电流,使系统具有低谐波失真的并网电流及无功补偿功能。对于LCL谐振抑制,通过对并网电流的高频分量反馈增加了系统阻尼,减少了额外的传感器,提高了系统稳定性;将该单电流反馈系数中多变量降为单一变量,在响应速度和阻尼系数中择优选取参数值,降低参数设计复杂度,提高系统性能。给出了单相逆变器并网系统的设计,分析了SRFPI控制策略以及单电流反馈中不同参数对系统性能的影响,并给出了最优参数的选择方法,确定反馈参数的取值。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

摘要：为了辐射更高的声功率,大功率超磁致伸缩电声换能器常采用多根超磁致伸缩棒材组合的结构,从而辐射更高声功率。现有的阻抗分析方式一般将超磁致伸缩棒材视作均匀一致的个体进行计算,然而该材料所采用的定向凝固制备方法存在固有缺陷,导致材料性能一致性不高,因此将棒材性能均匀化处理的阻抗分析并不准确。该文首先利用有限元仿真展示四根棒材参数互异所带来的阻抗影响。在使用分布参数法进行阻抗分析的基础上,进一步考虑每个棒材不同位置参数的差异。然后将棒材按单位长度进行微分,探究棒材不同位置参数互异带来的影响,以相同参数所占微元进行积分求和,进而分析得到换能器整体的阻抗。通过与传统集总参数模型和实验数据的拟合效果进行对比,可知该文所提出阻抗分析方法更准确,对换能器的设计有重要的指导意义。