基于MPC的耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器功率均衡解耦控制策略

1

作者 樊启高 刘柳 +1 位作者 毕恺韬 艾建 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期328-337,共10页

耦合电感功率变换器因耦合电感阻抗、电感值等参数差异易导致功率不均衡。针对耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器,提出一种基于模型预测控制(MPC)的功率均衡解耦控制策略。通过对变换器原理进行分析,建立基于电感电流解耦的数学模型,得... 耦合电感功率变换器因耦合电感阻抗、电感值等参数差异易导致功率不均衡。针对耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器,提出一种基于模型预测控制(MPC)的功率均衡解耦控制策略。通过对变换器原理进行分析,建立基于电感电流解耦的数学模型,得到包括电感电流和飞跨电容电压等6个控制变量的解耦控制方法。在此基础上,提出基于MPC的功率均衡解耦控制策略。同时,为降低MPC算法的运算负荷,根据解耦控制模型重构模型预测价值函数,实现各控制变量独立动态寻优,使系统能在稳定控制输出电压及飞跨电容电压的同时,实现两相耦合电感的功率均衡控制。最后,通过理论分析及实验对所提策略进行有效验证。 展开更多

关键词 飞跨电容 双向DC/DC变换器 耦合电感 模型预测 功率均衡解耦控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

电压型PWM整流器预测直接电容功率控制研究 被引量：13

2

作者 万健如 宫成 李昆鹏 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期96-101,共6页

根据电压型PWM整流器静止坐标系下的数学模型,提出了电压平方外环和电容功率与网侧无功功率内环的直接电容功率控制策略。针对目前预测直接功率控制的不足,分析了电压矢量对功率的作用机理,采用了划分动态扇区的方法。为提高动态性能,... 根据电压型PWM整流器静止坐标系下的数学模型,提出了电压平方外环和电容功率与网侧无功功率内环的直接电容功率控制策略。针对目前预测直接功率控制的不足,分析了电压矢量对功率的作用机理,采用了划分动态扇区的方法。为提高动态性能,推导并设计了一种预测直接电容功率控制(P-DCPC)方法,并通过仿真和实验对其进行验证。通过对电容电压与负载功率的解耦,实现了电容功率的直接控制,提高了动态性能。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 PWM整流器 预测 直接电容功率控制 电压平方外环 动态扇区

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于新型矢量选择表的电压型三电平中性点钳位整流器直接功率控制策略 被引量：13

3

作者 李宁 王跃 王兆安 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期76-89,共14页

在电压型三电平中性点钳位(NPC)整流器的控制策略中,直接功率控制(DPC)策略具有算法简单和动态性能好的优点。分析了电压型三电平NPC整流器DPC策略的基本原理,推导了系统瞬时功率与交、直流侧参数的关系,并研究了系统直流电压利用率对... 在电压型三电平中性点钳位(NPC)整流器的控制策略中,直接功率控制(DPC)策略具有算法简单和动态性能好的优点。分析了电压型三电平NPC整流器DPC策略的基本原理,推导了系统瞬时功率与交、直流侧参数的关系,并研究了系统直流电压利用率对瞬时功率的影响,提出一类新颖的三电平NPC整流器DPC策略。该策略将系统直流电压利用率分成若干区域,在每个区域中选择不同的矢量选择表对系统瞬时功率进行控制。此外,通过合理选择DPC策略矢量表对应的开关状态,解决了三电平NPC整流器直流电容电压不平衡问题。最后,针对某些直流电压利用率区间内系统瞬时无功功率存在非正常波动问题,分析其产生原因,并通过添加过渡扇区及与之对应的矢量选择表格,对系统瞬时无功功率的非正常波动进行修正。仿真和实验验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 电压型三电平中性点钳位整流器 直接功率控制策略 直流电压利用率 直流电容 电压不平衡 瞬时无功功率 非正常波动

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于H-MMC的直驱式永磁同步风力发电系统的运行与控制 被引量：24

4

作者 荣飞 严家俊 +1 位作者 孙文隆 黄守道 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期38-45,共8页

提出了一种基于六边形模块化多电平交交变流器(H-MMC)的直驱式永磁同步风力发电系统,可以将三相风力发电机通过一级交交变换后直接并入三相交流电网,具有功率损耗低、变流器电容电压纹波小、无升压变压器并网的优点。详细分析了该系统... 提出了一种基于六边形模块化多电平交交变流器(H-MMC)的直驱式永磁同步风力发电系统,可以将三相风力发电机通过一级交交变换后直接并入三相交流电网,具有功率损耗低、变流器电容电压纹波小、无升压变压器并网的优点。详细分析了该系统的功率特性及变流器子模块电容电压波动的情况,提出了基于环流控制的电容电压平衡控制和基于双比例谐振控制器的电流跟踪控制,最终实现了风力发电机最大功率点跟踪下系统的稳定运行。MATLAB/Simulink仿真和RT-LAB硬件在环实验结果验证了基于H-MMC的风电系统具有良好的稳态运行特性和动态响应特性。 展开更多

关键词 风电 直驱式 H-MMC 电容电压平衡 双比例谐振控制器

在线阅读 下载PDF 职称材料

全钒液流电池-超级电容混合储能平抑直驱式风电功率波动研究 被引量：32

5

作者 任永峰 胡宏彬 +1 位作者 薛宇 布赫 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2127-2134,共8页

为了平抑2 MW直驱式永磁同步风力机组的功率波动,提出了新型的全钒液流电池-超级电容混合储能系统。对基于混合储能的双三电平二极管箝位型永磁同步风电系统进行了分析,然后对全钒液流电池和超级电容的等效电路模型、充放电特性、协调... 为了平抑2 MW直驱式永磁同步风力机组的功率波动,提出了新型的全钒液流电池-超级电容混合储能系统。对基于混合储能的双三电平二极管箝位型永磁同步风电系统进行了分析,然后对全钒液流电池和超级电容的等效电路模型、充放电特性、协调控制策略进行了研究。采用双向DC/DC变换器进行混合储能系统的能量管理,并对其协调控制策略进行了研究。建立了三电平直驱式永磁同步风电系统及混合储能系统的仿真模型,对直驱式风电机组运行特性进行仿真验证。结果表明:采用现场采集风速数据导入仿真模型,在风功率波动较大时,混合储能系统能够平滑风电系统输出功率波动,稳态时风力发电机出力基本稳定在1.25 MW,提高了风电系统的可控性和电网友好性。 展开更多

关键词 混合储能 平抑风电输出 控制 双向DC/DC变换 仿真 风力发电 全钒液流电池 超级电容

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于储能技术的直驱式风力发电机无功控制 被引量：2

6

作者 苏鹏宇 常涌 +3 位作者 孙辉 沈阳武 张志 王超 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第12期1797-1803,共7页

风电系统中的电压源型变流器储能系统得到广泛应用,文章分析以超级电容器为储能元件,采用双向DC/DC变流器控制的储能系统对直驱式风机的影响,提出一种基于超级电容器储能的直驱式风力发电机无功控制策略。通过储能系统和风机变流器协调... 风电系统中的电压源型变流器储能系统得到广泛应用,文章分析以超级电容器为储能元件,采用双向DC/DC变流器控制的储能系统对直驱式风机的影响,提出一种基于超级电容器储能的直驱式风力发电机无功控制策略。通过储能系统和风机变流器协调控制,维持直流电压恒定,提高直驱式风电系统的无功输出能力。最后基于3种无功控制方案的算例进行仿真,仿真结果验证了文章控制策略的可行性和有效性。 展开更多

关键词 无功功率 直驱式风力发电机 超级电容器 储能 协调控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

适用于无直流侧电压传感器单相级联H桥型光伏逆变器的直接功率模型预测控制方法 被引量：8

7

作者 张茜 毛义鹏 +1 位作者 余乐 杨皓 《中国电力》 CSCD 北大核心 2022年第2期172-180,共9页

针对大功率光伏发电系统复杂度较大的情况,文中介绍了一种适用于无直流侧电压传感器单相级联H桥型光伏逆变器的直接功率模型预测控制方法。该方法采用顺序计算的思路,将各H桥视为独立的逆变器并逐个完成各H桥的控制。同时,在针对单个H... 针对大功率光伏发电系统复杂度较大的情况,文中介绍了一种适用于无直流侧电压传感器单相级联H桥型光伏逆变器的直接功率模型预测控制方法。该方法采用顺序计算的思路,将各H桥视为独立的逆变器并逐个完成各H桥的控制。同时,在针对单个H桥的最优调制函数进行计算时,利用逆变器输出电压的变化量对应H桥直流侧电容电压进行重构,并将电容电压控制量嵌入到最优调制函数中以实现电容电压平衡控制。最后,基于Matlab/Simulink仿真环境建立了系统模型,对该方法的性能进行了验证。 展开更多

关键词 光伏逆变器 无直流侧电压传感器 电容电压平衡 直接功率 模型预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

稳定风电输出功率的控制策略研究 被引量：2

8

作者 张连芹 邰能灵 +3 位作者 王江海 兰森林 唐跃中 钟勇 《水电能源科学》 北大核心 2012年第8期179-183,220,共6页

为稳定风电系统输出功率,提出一种在变流器的直流侧加入超级电容器(EDLC)储能的新拓扑结构,通过分析全功率双脉宽调制交-直-交变流器的控制策略,基于永磁直驱风电机组与电网连接的拓扑结构,提出超级电容器储能系统稳定风电系统输出功率... 为稳定风电系统输出功率,提出一种在变流器的直流侧加入超级电容器(EDLC)储能的新拓扑结构,通过分析全功率双脉宽调制交-直-交变流器的控制策略,基于永磁直驱风电机组与电网连接的拓扑结构,提出超级电容器储能系统稳定风电系统输出功率的控制策略和输出功率的解耦控制方法,分析了风电系统输出功率初始值和超级电容器容量对输出功率稳定性的影响,并针对典型风速变化给出了输出功率初始值与超级电容器容量的整定范围。 展开更多

关键词 永磁直驱风电机 超级电容器 功率控制 控制策略 解耦控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向直流储能系统的飞跨电容三电平双向升降压变换器及其模型预测控制策略 被引量：15

9

作者 樊启高 吕华阳 +2 位作者 毕恺韬 庄煜 朱一昕 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期4169-4179,共11页

光伏系统中直流母线电压受光伏发电端及负载影响变化范围较大,传统储能直流变换器难以适应储能侧及母线侧双端宽电压范围运行。该文提出一种适用于储能系统的飞跨电容三电平双向升降压变换器,该变换器具有对称的拓扑结构,能量向任意方... 光伏系统中直流母线电压受光伏发电端及负载影响变化范围较大,传统储能直流变换器难以适应储能侧及母线侧双端宽电压范围运行。该文提出一种适用于储能系统的飞跨电容三电平双向升降压变换器,该变换器具有对称的拓扑结构,能量向任意方向传递时,均可实现升、降压功率变换,从而解决储能系统在宽母线电压工况下的应用问题。此外,该文提出基于所提变换器的模型预测控制(MPC)策略,该策略通过建立电感电流的预测模型,引入电感电流和输出电压的双闭环控制,实现稳定输出电压的控制目标。同时,建立飞跨电容的独立预测电压闭环,在保证输出稳压的基础上,实现对双侧飞跨电容电压的独立控制。最后,通过搭建小功率实验平台验证了所提变换器及其控制策略的有效性。 展开更多

关键词 储能系统 飞跨电容三电平双向直流变换器 双向升降压功率变换 模型预测控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

电动汽车混合电源系统的自适应控制 被引量：1

10

作者 黄勇 齐铂金 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期747-751,共5页

在由双向电源变换器连接动力电池组和超级电容组形成的电动汽车混合电源系统中，实现了双向电源变换器的电源外特性设计，通过实时检测动力电池组的放电电流，实现了超级电容组的充放电状态和电流的自适应控制。建立了电源变换器外特性... 在由双向电源变换器连接动力电池组和超级电容组形成的电动汽车混合电源系统中，实现了双向电源变换器的电源外特性设计，通过实时检测动力电池组的放电电流，实现了超级电容组的充放电状态和电流的自适应控制。建立了电源变换器外特性模型，描述了动力电池组放电电流和超级电容组充放电电流之间的定量关系。在此基础上，设计了双向电源变换器的控制电路。试验结果表明，在城市工况下，混合电源系统中动力电池组的峰值放电电流降低了60％，这有利于提高动力电池组的使用耐久性。 展开更多

关键词 电动汽车 动力电池 超级电容 双向电源变换器 自适应控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

永磁直驱型风电机组两类故障的穿越技术

11

作者 李玉忍 张军利 +3 位作者 梁波 牟海涛 张文娟 付龙飞 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期639-646,共8页

为了提高永磁直驱型风电机组的并网性能,分析永磁直驱型风电机组的基本结构,讨论应用于永磁直驱型风电机组的各种低电压穿越技术,变桨距控制,增加功率开关器件的额定容量,网侧加装辅助变流器,STATCOM运行模式控制,不同位置加装撬棒Crow... 为了提高永磁直驱型风电机组的并网性能,分析永磁直驱型风电机组的基本结构,讨论应用于永磁直驱型风电机组的各种低电压穿越技术,变桨距控制,增加功率开关器件的额定容量,网侧加装辅助变流器,STATCOM运行模式控制,不同位置加装撬棒Crowbar耗能元件,加装超级电容器,储能电池或超级电容器与储能电池组合,连接点出现事故性不对称故障时,改进网侧变流器的控制策略,配合撬棒Crowbar保护电路控制机组的功率平衡,实现不对称故障穿越。文中分析的各种故障穿越技术为后续永磁直驱型风电机组并网能力的提高有一定的理论指导。 展开更多

关键词 直驱型风电机组 故障穿越 低电压穿越 不对称故障 撬棒

在线阅读 下载PDF 职称材料

单相电力电子变压器整流级新型直接功率控制策略 被引量：8

12

作者 宋平岗 连加巍 陈怡 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期402-410,共9页

针对传统dq电流解耦双闭环控制的单相级联H桥整流器受系统电感参数变化的影响,同时为避免系统频率偏移的干扰,提出了一种无需电感参数和系统角频率的新型直接功率解耦控制器,实现了有功、无功功率的独立控制.并利用级联延时信号消除算... 针对传统dq电流解耦双闭环控制的单相级联H桥整流器受系统电感参数变化的影响,同时为避免系统频率偏移的干扰,提出了一种无需电感参数和系统角频率的新型直接功率解耦控制器,实现了有功、无功功率的独立控制.并利用级联延时信号消除算法提取基波正序分量,消除谐波信号带来的影响.在MATLAB/Simulink中搭建了三级联H桥整流器进行仿真分析,仿真结果验证了所提控制方法下直流侧电压波动小,系统响应速度快,谐波抑制能力强的特点. 展开更多

关键词 电力电子变压器 单相级联H桥整流器 直接功率控制 级联延时信号消除 电容电压平衡

在线阅读 下载PDF 职称材料