锁频环(frequency-locked loop,FLL)能够快速准确地获取电网的电压和频率信息,被广泛应用于电网同步。当前FLL参数调节在不同性能之间需折中处理,难以获得期望的动态响应。该文提出一种可采用标准化滤波器设计方法的锁频环技术。首先,...锁频环(frequency-locked loop,FLL)能够快速准确地获取电网的电压和频率信息,被广泛应用于电网同步。当前FLL参数调节在不同性能之间需折中处理,难以获得期望的动态响应。该文提出一种可采用标准化滤波器设计方法的锁频环技术。首先,利用小信号模型,设计能够解耦前置滤波器动态的频率观测环,从而使频率观测环内可独立设计滤波器,实现锁频环滤波的同时,灵活设计滤波参数。该方法能在简化计算量的同时提高滤波能力,并能观测频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)。最后,该文给出高阶低通滤波器(high-order low-pass filter,HOLPF)以及移动平均滤波器(moving average filter,MAF)两种设计方案,采用MATLAB/Simulink仿真及实验验证所提灵活动态FLL的有效性及正确性。展开更多
为解决孤岛模式下交直流混合微电网稳定运行的问题,文中提出一种孤岛交直流混合微电网柔性多状态开关(soft normally open point, SNOP)统一下垂控制策略。该策略基于系统功率平衡关系,通过归一化方法将2条馈线的频率下垂特性和直流电...为解决孤岛模式下交直流混合微电网稳定运行的问题,文中提出一种孤岛交直流混合微电网柔性多状态开关(soft normally open point, SNOP)统一下垂控制策略。该策略基于系统功率平衡关系,通过归一化方法将2条馈线的频率下垂特性和直流电压下垂特性相结合,根据交流频率和直流电压的变化情况,判断系统的运行状态,并通过SNOP统一调节交流子网频率和直流子网电压,使交、直流微电网能够均衡承担系统总功率变化量,从而确保交流频率和直流电压稳定在系统允许范围内。同时,为了优先确保分布式电源的就近消纳,避免SNOP的非必要动作,设计了SNOP的调节死区,使得交、直流微电网能够优先利用各子网内分布式电源,从而减少SNOP交、直流侧功率的频繁交互。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提统一下垂控制策略的有效性。展开更多
永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有高效率、高功率密度与高可靠性等优势,已在工业界得到广泛应用。文中针对PMSM驱动系统,提出基于拓展控制集的有限控制集无模型预测电流控制(finite-control-set model-free p...永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有高效率、高功率密度与高可靠性等优势,已在工业界得到广泛应用。文中针对PMSM驱动系统,提出基于拓展控制集的有限控制集无模型预测电流控制(finite-control-set model-free predictive current control,FCS-MFPCC)。首先,分析PMSM系统的数学模型并详述有限控制集模型预测电流控制(finite-control-set model predictive current control,FCS-MPCC)的原理。其次,介绍基于线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)的传统FCS-MFPCC。针对传统FCS-MFPCC稳态性能不足的问题,采用基于离散空间矢量调制(discrete space vector modulation,DSVM)的控制集拓展方案,将控制集的电压矢量数目拓展至25。然后,为解决拓展控制集带来的高计算量问题,提出一种快速寻优策略,阐述该策略的实施原理与流程。最后,基于一台500 W PMSM实验平台,对比传统FCS-MFPCC与所提FCS-MFPCC的控制性能,验证所提算法的有效性与优越性。实验结果表明,所提算法能够有效提升系统稳态性能,且定子绕组电流总谐波畸变率由10.07%降低至6.48%。展开更多
相较于传统车载充电系统,集成型车载充电系统(integrated onboard charger system,IOCS)在成本、功率密度等方面具备显著优势。文中基于六相永磁电驱系统设计了一台IOCS,并研究了模型预测电流控制(model predictive current control,MP...相较于传统车载充电系统,集成型车载充电系统(integrated onboard charger system,IOCS)在成本、功率密度等方面具备显著优势。文中基于六相永磁电驱系统设计了一台IOCS,并研究了模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)算法在该系统并网模式下的应用。首先,分析所提IOCS的电路拓扑并建立数学模型,同时介绍传统MPCC的实施流程。然后,针对传统MPCC计算量大、稳态性能差等不足,提出一种基于占空比优化的MPCC(MPCC based on duty cycle optimization,DCO-MPCC)策略。一方面,减少备选电压矢量数量,降低电流预测环节带来的计算负担;另一方面,提出一种占空比优化技术,改善系统稳态性能。最后,通过实验验证了所提算法的有效性与优越性。实验结果表明,DCO-MPCC策略能够显著提升系统稳态性能并减少算法计算量。充电与车网互动(vehicle to grid,V2G)工况下,网侧电流总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)分别降低6.18%与5.92%,算法运行时间减少17.54μs。展开更多
文摘锁频环(frequency-locked loop,FLL)能够快速准确地获取电网的电压和频率信息,被广泛应用于电网同步。当前FLL参数调节在不同性能之间需折中处理,难以获得期望的动态响应。该文提出一种可采用标准化滤波器设计方法的锁频环技术。首先,利用小信号模型,设计能够解耦前置滤波器动态的频率观测环,从而使频率观测环内可独立设计滤波器,实现锁频环滤波的同时,灵活设计滤波参数。该方法能在简化计算量的同时提高滤波能力,并能观测频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)。最后,该文给出高阶低通滤波器(high-order low-pass filter,HOLPF)以及移动平均滤波器(moving average filter,MAF)两种设计方案,采用MATLAB/Simulink仿真及实验验证所提灵活动态FLL的有效性及正确性。
文摘为解决孤岛模式下交直流混合微电网稳定运行的问题,文中提出一种孤岛交直流混合微电网柔性多状态开关(soft normally open point, SNOP)统一下垂控制策略。该策略基于系统功率平衡关系,通过归一化方法将2条馈线的频率下垂特性和直流电压下垂特性相结合,根据交流频率和直流电压的变化情况,判断系统的运行状态,并通过SNOP统一调节交流子网频率和直流子网电压,使交、直流微电网能够均衡承担系统总功率变化量,从而确保交流频率和直流电压稳定在系统允许范围内。同时,为了优先确保分布式电源的就近消纳,避免SNOP的非必要动作,设计了SNOP的调节死区,使得交、直流微电网能够优先利用各子网内分布式电源,从而减少SNOP交、直流侧功率的频繁交互。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提统一下垂控制策略的有效性。
文摘永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有高效率、高功率密度与高可靠性等优势,已在工业界得到广泛应用。文中针对PMSM驱动系统,提出基于拓展控制集的有限控制集无模型预测电流控制(finite-control-set model-free predictive current control,FCS-MFPCC)。首先,分析PMSM系统的数学模型并详述有限控制集模型预测电流控制(finite-control-set model predictive current control,FCS-MPCC)的原理。其次,介绍基于线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)的传统FCS-MFPCC。针对传统FCS-MFPCC稳态性能不足的问题,采用基于离散空间矢量调制(discrete space vector modulation,DSVM)的控制集拓展方案,将控制集的电压矢量数目拓展至25。然后,为解决拓展控制集带来的高计算量问题,提出一种快速寻优策略,阐述该策略的实施原理与流程。最后,基于一台500 W PMSM实验平台,对比传统FCS-MFPCC与所提FCS-MFPCC的控制性能,验证所提算法的有效性与优越性。实验结果表明,所提算法能够有效提升系统稳态性能,且定子绕组电流总谐波畸变率由10.07%降低至6.48%。
文摘相较于传统车载充电系统,集成型车载充电系统(integrated onboard charger system,IOCS)在成本、功率密度等方面具备显著优势。文中基于六相永磁电驱系统设计了一台IOCS,并研究了模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)算法在该系统并网模式下的应用。首先,分析所提IOCS的电路拓扑并建立数学模型,同时介绍传统MPCC的实施流程。然后,针对传统MPCC计算量大、稳态性能差等不足,提出一种基于占空比优化的MPCC(MPCC based on duty cycle optimization,DCO-MPCC)策略。一方面,减少备选电压矢量数量,降低电流预测环节带来的计算负担;另一方面,提出一种占空比优化技术,改善系统稳态性能。最后,通过实验验证了所提算法的有效性与优越性。实验结果表明,DCO-MPCC策略能够显著提升系统稳态性能并减少算法计算量。充电与车网互动(vehicle to grid,V2G)工况下,网侧电流总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)分别降低6.18%与5.92%,算法运行时间减少17.54μs。
