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小功率光伏发电并网逆变器控制技术的研究

小功率光伏发电并网逆变器控制技术的研究

作者：刘向辰兰州理工大学

学位级别：硕士

绿色可再生新能源依托其自身的优势,在全世界范围内得到了广泛的应用与推广,从目前国内外能源行业的发展趋势来看,分布式能源能否成为高效、优质的新兴能源主要取决于其对并网逆变器控制技术的研究。由于逆变器并网时会受到各种因素的干... 详细信息

绿色可再生新能源依托其自身的优势,在全世界范围内得到了广泛的应用与推广,从目前国内外能源行业的发展趋势来看,分布式能源能否成为高效、优质的新兴能源主要取决于其对并网逆变器控制技术的研究。由于逆变器并网时会受到各种因素的干扰,极大影响了电网的正常工作。因此,如何提高逆变器动态控制性能,保证并网电能质量就显得尤为重要。首先建立了含有LCL滤波电路的逆变器数学模型,概述了LCL滤波电路的滤波性能和参数选择方法。由于LCL滤波电路存在谐振峰值,会影响控制系统稳定性,因此,论文比较了各种阻尼方法的优缺点,并介绍了几种逆变器经典控制策略,包括:多重比例-谐振网侧电流反馈控制方法和偏差解耦扰动观测器控制方法。模型预测控制因其具有良好的抗干扰性能和鲁棒性,比其它控制器更适合对并网电流进行控制。本文提出一种改进型模型预测控制,该算法在继承传统模型预测控制滚动优化、反馈校正的基础上,通过对被控电流进行两步预测,将k+2时刻的预测电流带入目标函数,得到最优控制解,用求解得到的最优解序列控制SVPWM,该算法在负载参数、参考指令电流发生突变时,均能够保证良好的动态稳定性。电力系统在正常工作时,电网频率会偏离额定频率50Hz,此时传统重复控制系统已经无法有效控制并网逆变器,因此,论文对传统的LCL并网逆变器重复控制进行优化,提出一种改进型控制方案,该方案首先对LCL型并网逆变器在αβ两相静止坐标系下的数学模型进行简化,同时并联接入考虑电网频率偏差的辅助重复控制支路,并依据稳定条件设计辅助支路的权重系数,通过Matlab/Simulink仿真验证改进型控制方法在频率出现波动时可以保证良好的控制性能。

关键词：光伏并网逆变器 LCL滤波电路模型预测控制重复控制频率偏差

气动参数补偿状态观测器在无人机控制技术中的应用

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中国设备工程 2023年第1期 184-186页

作者：马晓婧刘向辰兰州石化职业技术大学汽车工程学院甘肃兰州730060

四旋翼无人机在农林植保工作中,由于气候异常、天气变化等原因,经常会受到风向变化、气流扰动等诸多因素的干扰,直接影响四旋翼无人机飞行的安全性和稳定性。针对这一问题,本文研究了一种气动参数补偿状态观测器用于克服四旋翼无人机在... 详细信息

四旋翼无人机在农林植保工作中,由于气候异常、天气变化等原因,经常会受到风向变化、气流扰动等诸多因素的干扰,直接影响四旋翼无人机飞行的安全性和稳定性。针对这一问题,本文研究了一种气动参数补偿状态观测器用于克服四旋翼无人机在野外农林植保工作中可能遇到的未知干扰,保证无人机飞行的可靠性和植保工作的顺利完成。仿真通过对比经典PID控制技术,比较得出本文所提出的控制技术能够有效提高无人机在野外工作环境下的准确控制,最大限度地降低户外不可控干扰对植保工作的影响。

关键词：无刷直流电机自抗扰控制模糊自适应转速响应

一种基于转矩扰动观测器+重复控制的船舶永磁同步电机矢量控制技术

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电机与控制应用 2020年第5期47卷 33-38页

作者：刘向辰甘肃建筑职业技术学院环境与市政工程系甘肃兰州730050

船舶永磁同步电机(PMSM)在海洋复杂环境下运行时,容易受到转矩扰动,严重影响电机的控制性能,这一问题在PMSM中低速运行时更为明显。针对这一问题,提出一种基于转矩扰动观测器+重复控制的PMSM矢量控制方案。设计了一个基于转子位置的转... 详细信息

船舶永磁同步电机(PMSM)在海洋复杂环境下运行时,容易受到转矩扰动,严重影响电机的控制性能,这一问题在PMSM中低速运行时更为明显。针对这一问题,提出一种基于转矩扰动观测器+重复控制的PMSM矢量控制方案。设计了一个基于转子位置的转矩扰动观测器,用于估测PMSM扰动转矩,并在此基础上结合重复控制的思想,周期性地补偿并缩小由扰动转矩而产生的误差。通过MATLAB/Simulink仿真和试验,验证了该方案具有较强的抗转矩扰动能力和较好的调速性能。

关键词：船舶永磁同步电机转矩扰动观测器重复控制矢量控制

基于ADRC+改进型重复控制的PMSM矢量控制方案

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电力电子技术 2020年第6期54卷 1-5页

作者：刘向辰柴乾隆中国航空工业兰州万里航空机电有限责任公司航空机电研究院甘肃兰州730070

永磁同步电机(PMSM)在低速运行时,容易受到A/D采样和量化误差、电机转矩脉动、逆变器死区时间以及模型不确定性等扰动的影响,为了降低PMSM在低速运行状态下各种扰动对系统造成的影响,提出一种基于自抗扰控制(ADRC)+改进型重复控制的PMS... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)在低速运行时,容易受到A/D采样和量化误差、电机转矩脉动、逆变器死区时间以及模型不确定性等扰动的影响,为了降低PMSM在低速运行状态下各种扰动对系统造成的影响,提出一种基于自抗扰控制(ADRC)+改进型重复控制的PMSM矢量控制方案。该方案在ADRC的基础上,融入重复控制的思想,周期性地补偿并缩小误差,在提高ADRC对内部参数依赖性的同时,改善了电机控制系统的抗干扰能力。最后,通过Matlab/Simulink仿真和实验,验证了该方案具有抗干扰能力强、调速效果好的优点。

关键词：永磁同步电机自抗扰控制重复控制

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轮毂永磁同步电机双处理器控制系统设计

汽车实用技术 2022年第8期47卷 1-6页

作者：马晓婧刘向辰兰州石化职业技术大学汽车工程学院甘肃兰州730060

为排除轮毂永磁同步电机在工作运行中因雨雪、灰尘以及散热不良等诸多因素造成的轮毂电机控制系统故障,文章设计了一种轮毂永磁同步电机双处理器控制系统,在正常运行状态下,由主处理器驱动电机工作。当主处理器出现故障时,通过通讯总线... 详细信息

为排除轮毂永磁同步电机在工作运行中因雨雪、灰尘以及散热不良等诸多因素造成的轮毂电机控制系统故障,文章设计了一种轮毂永磁同步电机双处理器控制系统,在正常运行状态下,由主处理器驱动电机工作。当主处理器出现故障时,通过通讯总线将故障信号送至辅助处理器,并切换至辅助处理器驱动电机工作,有效地提高了电机控制系统的安全可靠性。

关键词：轮毂永磁同步电机双处理器控制系统通讯总线安全可靠性

基于双观测器的四旋翼无人机驱动电机矢量控制技术研究

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无线互联科技 2023年第6期20卷 85-88页

作者：马晓婧刘向辰兰州石化职业技术大学汽车工程学院甘肃兰州730060

无人机在飞行过程中,磁场增强型永磁同步电机容易受到多重低次凸极性谐波的影响以及负载扰动转矩干扰的问题。针对上述问题,文章提出一种高频脉振谐波注入转子位置观测器结合负载扰动转矩分段函数滑模观测器的双观测器无人机电机矢量控... 详细信息

无人机在飞行过程中,磁场增强型永磁同步电机容易受到多重低次凸极性谐波的影响以及负载扰动转矩干扰的问题。针对上述问题,文章提出一种高频脉振谐波注入转子位置观测器结合负载扰动转矩分段函数滑模观测器的双观测器无人机电机矢量控制策略。文章通过高频脉振谐波注入转子位置观测器,可以有效抑制无人机电机系统中存在的多重低次凸极性谐波的影响,改善电机转子位置和转速的估算精度,通过负载扰动转矩观测器可以消除电机负载扰动转矩的干扰。

关键词：永磁同步电机凸极性谐波谐波注入扰动转矩观测

基于频率自适应滑模观测器的并网逆变器直流功率控制

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上海电气技术 2022年第3期15卷 10-13页

作者：刘向辰马晓婧兰州石化职业技术大学汽车工程学院兰州730060

在电力系统正常运行过程中,网侧电压频率会出现一定幅度波动,会影响并网逆变器直流功率控制的稳定性。针对这一问题,提出一种基于频率自适应滑模观测器的并网逆变器直流功率控制策略。介绍了这一策略的原理,并进行了仿真与试验分析。这... 详细信息

在电力系统正常运行过程中,网侧电压频率会出现一定幅度波动,会影响并网逆变器直流功率控制的稳定性。针对这一问题,提出一种基于频率自适应滑模观测器的并网逆变器直流功率控制策略。介绍了这一策略的原理,并进行了仿真与试验分析。这一策略能够有效抑制网侧电压频率波动对并网逆变器直流功率控制的影响,提高并网系统的稳定性和抗频率干扰能力。

关键词：滑模观测器并网逆变器直流功率控制

基于模糊自适应ADRC的无刷直流电机控制技术

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汽车实用技术 2022年第12期47卷 29-33页

作者：刘向辰马晓婧兰州石化职业技术大学汽车工程学院甘肃兰州730060

无刷直流电机是一种非线性变化、参数变量较多、高耦合的运动系统。在车辆运行过程中,无刷直流电机容易受到未知扰动的影响。针对此问题,将模糊自适应+自抗扰控制应用到车辆无刷直流电机中来,既可以有效减小各种干扰对于无刷直流电机平... 详细信息

无刷直流电机是一种非线性变化、参数变量较多、高耦合的运动系统。在车辆运行过程中,无刷直流电机容易受到未知扰动的影响。针对此问题,将模糊自适应+自抗扰控制应用到车辆无刷直流电机中来,既可以有效减小各种干扰对于无刷直流电机平稳性驱动的干扰,同时又能够提高转速响应。通过仿真和实验,该方案能够较为明显地改善无刷直流电机在车辆行驶过程中的操控性和转速调测性。

关键词：无刷直流电机自抗扰控制模糊自适应转速响应

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电机驱动电路高次谐波抑制研究

微电机 2019年第12期52卷 65-69页

作者：刘琳谭光道刘向辰河南科技大学应用工程学院河南三门峡472000 三门峡职业技术学院河南三门峡472000 华能国际电力股份有限公司贵州分公司贵阳550081 航空工业兰州万里航空机电有限责任公司兰州761286

交流电机驱动单元目前广泛采用变频装置,因其节能效果良好,调速精度高等优点,得到越来越广泛地应用。但是因为变频驱动电路含有大量非线性的开关半导体器件,导致输出电流含有大量高次谐波,对负载造成干扰。本文首先分析变频驱动电机产... 详细信息

交流电机驱动单元目前广泛采用变频装置,因其节能效果良好,调速精度高等优点,得到越来越广泛地应用。但是因为变频驱动电路含有大量非线性的开关半导体器件,导致输出电流含有大量高次谐波,对负载造成干扰。本文首先分析变频驱动电机产生高次谐波机理,通过数学建模得到高次谐波表达式;接着为了抑制变频驱动电路产生的高次谐波,提出一种基于特定次谐波注入法的谐波抑制方案,即在SPWM正弦信号中注入5次、7次谐波补偿电压,进而达到降低输出电流特定次谐波含量。通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了该方案能够有效降低变频驱动电路产生的特定次高次谐波,降低谐波畸变率,减少交流电机转矩脉动,提高输出电流电能质量,保证电机稳定运行。

关键词：变频驱动电机高次谐波特定次谐波注入法电能质量