频率调谐方法可以有效解决因耦合机构参数漂移导致的无线电能传输系统频率失谐问题,有利于提高系统的传输效率及运行稳定性。传统的双边频率调谐控制方法不统一,并且控制参数优化复杂。为此,该文提出一种适用于高阶补偿无线电能传输系...频率调谐方法可以有效解决因耦合机构参数漂移导致的无线电能传输系统频率失谐问题,有利于提高系统的传输效率及运行稳定性。传统的双边频率调谐控制方法不统一,并且控制参数优化复杂。为此,该文提出一种适用于高阶补偿无线电能传输系统的通用调谐解耦控制策略。首先,基于电路理论构建高阶补偿无线电能传输系统的分析模型,揭示双边谐振条件及其特征。其次,基于扰动观察法构建一种通用的双边调谐解耦控制策略,可实现原边和副边谐振参数的自适应调整。最后,搭建180 W LCC/LCC系统实验样机,验证了所提频率调谐解耦控制策略的有效性,在耦合机构偏移等工况下能够有效维持系统双边的谐振状态,提高了系统的传输效率和稳定性。展开更多
随着新能源发电比例越来越高,其受电网三相不平衡的影响越来越明显,尤其负序超标是导致电力系统安全性降低的重要原因。统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)具有调节各序电流输出的能力,可用于提升系统的平衡性。为此,...随着新能源发电比例越来越高,其受电网三相不平衡的影响越来越明显,尤其负序超标是导致电力系统安全性降低的重要原因。统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)具有调节各序电流输出的能力,可用于提升系统的平衡性。为此,首先建立基于解耦-补偿原理的UPFC正序最优补偿潮流算法;其次构建UPFC的负序补偿电流控制模型,将电压不平衡补偿的优化求解问题归结为凸二次约束二次规划(quadratically constrained quadratic programming,QCQP)问题,并采用原-对偶内点法求取UPFC的负序电流最优输出值;最后提出计及正序网损与负序电压指标的负序电压补偿最优潮流(optimal power flow,OPF)计算方法以及区域负序电压总体补偿策略。通过算例分析验证所提出方法的可行性与有效性。展开更多
多逆变器并联系统内各逆变器的电流和电压在公共连接点(Point of common coupling,PCC)存在耦合,谐波和扰动会通过电流采样信号对连接到PCC的逆变器的控制产生影响,引起逆变器输出电流波形畸变,进一步增加PCC点的谐波注入,给系统的稳定...多逆变器并联系统内各逆变器的电流和电压在公共连接点(Point of common coupling,PCC)存在耦合,谐波和扰动会通过电流采样信号对连接到PCC的逆变器的控制产生影响,引起逆变器输出电流波形畸变,进一步增加PCC点的谐波注入,给系统的稳定运行带来隐患。针对多逆变器并联系统在PCC存在谐波耦合的问题,提出一种降阶自抗扰控制器(Active disturbance rejection control,ADRC)解耦控制策略,通过等效变换降低观测器所需阶次,消除反馈环节中逆变器电流的耦合分量,实现各逆变器的独立控制,有效地减少逆变器对PCC的谐波电流注入,从而改善电流波形。从环路增益角度分析,所提方法能有效消除耦合电流在控制环路的影响,并通过硬件在环试验验证所提方法能显著减少逆变器输出的高次谐波。展开更多
模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)拓扑已广泛应用于中高压大功率输配电和电机驱动领域。其中,具有直流故障穿越能力的全桥子模块(full-bridge submodule,FB-SM)型MMC拓扑目前正受到越来越多的关注和应用,但为了抑...模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)拓扑已广泛应用于中高压大功率输配电和电机驱动领域。其中,具有直流故障穿越能力的全桥子模块(full-bridge submodule,FB-SM)型MMC拓扑目前正受到越来越多的关注和应用,但为了抑制子模块电容电压纹波,需使用较大电容值的子模块电容,其显著增加系统的硬件成本和体积。该文提出一种基于器件复用的有源功率解耦型FB-SM(FB-SM with active power decoupling,APD-SM),通过子模块中的器件复用,使其兼具电容电压纹波抑制和直流故障穿越能力,同时不改变MMC拓扑的外输出特性。相较于传统FB-SM拓扑,该拓扑可在全功率因数范围内显著抑制子模块电容电压纹波;详细介绍该拓扑的推演规律、运行原理、调制方法和控制策略,并对拓扑结构中的关键参数进行分析和设计,从多方面与传统FB-SM拓扑进行对比分析;最后,基于PLECS仿真平台搭建APD-SM和FB-SM型MMC仿真模型(分别缩写为APD-MMC和FB-MMC),并基于样机模型进行实验验证。仿真和实验结果验证该拓扑和控制策略的有效性。展开更多
文摘频率调谐方法可以有效解决因耦合机构参数漂移导致的无线电能传输系统频率失谐问题,有利于提高系统的传输效率及运行稳定性。传统的双边频率调谐控制方法不统一,并且控制参数优化复杂。为此,该文提出一种适用于高阶补偿无线电能传输系统的通用调谐解耦控制策略。首先,基于电路理论构建高阶补偿无线电能传输系统的分析模型,揭示双边谐振条件及其特征。其次,基于扰动观察法构建一种通用的双边调谐解耦控制策略,可实现原边和副边谐振参数的自适应调整。最后,搭建180 W LCC/LCC系统实验样机,验证了所提频率调谐解耦控制策略的有效性,在耦合机构偏移等工况下能够有效维持系统双边的谐振状态,提高了系统的传输效率和稳定性。
文摘随着新能源发电比例越来越高,其受电网三相不平衡的影响越来越明显,尤其负序超标是导致电力系统安全性降低的重要原因。统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)具有调节各序电流输出的能力,可用于提升系统的平衡性。为此,首先建立基于解耦-补偿原理的UPFC正序最优补偿潮流算法;其次构建UPFC的负序补偿电流控制模型,将电压不平衡补偿的优化求解问题归结为凸二次约束二次规划(quadratically constrained quadratic programming,QCQP)问题,并采用原-对偶内点法求取UPFC的负序电流最优输出值;最后提出计及正序网损与负序电压指标的负序电压补偿最优潮流(optimal power flow,OPF)计算方法以及区域负序电压总体补偿策略。通过算例分析验证所提出方法的可行性与有效性。
文摘多逆变器并联系统内各逆变器的电流和电压在公共连接点(Point of common coupling,PCC)存在耦合,谐波和扰动会通过电流采样信号对连接到PCC的逆变器的控制产生影响,引起逆变器输出电流波形畸变,进一步增加PCC点的谐波注入,给系统的稳定运行带来隐患。针对多逆变器并联系统在PCC存在谐波耦合的问题,提出一种降阶自抗扰控制器(Active disturbance rejection control,ADRC)解耦控制策略,通过等效变换降低观测器所需阶次,消除反馈环节中逆变器电流的耦合分量,实现各逆变器的独立控制,有效地减少逆变器对PCC的谐波电流注入,从而改善电流波形。从环路增益角度分析,所提方法能有效消除耦合电流在控制环路的影响,并通过硬件在环试验验证所提方法能显著减少逆变器输出的高次谐波。
文摘模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)拓扑已广泛应用于中高压大功率输配电和电机驱动领域。其中,具有直流故障穿越能力的全桥子模块(full-bridge submodule,FB-SM)型MMC拓扑目前正受到越来越多的关注和应用,但为了抑制子模块电容电压纹波,需使用较大电容值的子模块电容,其显著增加系统的硬件成本和体积。该文提出一种基于器件复用的有源功率解耦型FB-SM(FB-SM with active power decoupling,APD-SM),通过子模块中的器件复用,使其兼具电容电压纹波抑制和直流故障穿越能力,同时不改变MMC拓扑的外输出特性。相较于传统FB-SM拓扑,该拓扑可在全功率因数范围内显著抑制子模块电容电压纹波;详细介绍该拓扑的推演规律、运行原理、调制方法和控制策略,并对拓扑结构中的关键参数进行分析和设计,从多方面与传统FB-SM拓扑进行对比分析;最后,基于PLECS仿真平台搭建APD-SM和FB-SM型MMC仿真模型(分别缩写为APD-MMC和FB-MMC),并基于样机模型进行实验验证。仿真和实验结果验证该拓扑和控制策略的有效性。
