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光伏高效软开关DC-DC变换器的数字化控制与实现

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电工技术学报 2011年第8期26卷 57-63页

作者：杜春水张承慧陈阿莲赵方德肖维荣山东大学控制科学与工程学院济南250061

为满足三相光伏并网逆变器高输入电压的需求,克服其工频升压隔离变压器耗材严重的不足,本文提出了一种新型的高频变压器隔离升压软开关变换器,它通过两个升压绕组串联整流提高输出电压,一个降压绕组串联换流电感实现了全功率范围内变换... 详细信息

为满足三相光伏并网逆变器高输入电压的需求,克服其工频升压隔离变压器耗材严重的不足,本文提出了一种新型的高频变压器隔离升压软开关变换器,它通过两个升压绕组串联整流提高输出电压,一个降压绕组串联换流电感实现了全功率范围内变换器的软开关。文中首先分析了其工作原理,然后给出了一种非对称数字移相脉冲宽度调制控制策略和实现方法,最后设计并制作了工程样机。实验结果表明,该变换器控制方案合理,工作效率高。

关键词：光伏发电软开关变换器高频升压变压器隔离非对称移相脉宽调制

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光伏阵列组态优化控制策略分析

电力系统保护与控制 2012年第22期40卷 101-107页

作者：冯丽娜陈阿莲杜春水张承慧山东大学控制科学与工程学院山东济南250061

局部阴影条件下,光伏阵列的最大输出功率将大大减小。为克服阴影的影响,根据光伏阵列工作状况的变化,实时优化光伏阵列的连接结构,即光伏阵列组态优化,将极大提高阵列的最大输出功率。在仿真分析了局部阴影对光伏阵列最大输出功率影响... 详细信息

局部阴影条件下,光伏阵列的最大输出功率将大大减小。为克服阴影的影响,根据光伏阵列工作状况的变化,实时优化光伏阵列的连接结构,即光伏阵列组态优化,将极大提高阵列的最大输出功率。在仿真分析了局部阴影对光伏阵列最大输出功率影响的基础上,详细解析了现有的各种组态优化控制策略,从阵列初始组态、控制算法、所需开关器件和传感器的类型和数量等方面分析比较了各种控制策略的异同和优缺点,并提出了在光伏阵列组态优化过程中应注意的问题。

关键词：光伏阵列局部阴影组态优化控制策略

带有源电力滤波功能的三相光伏并网发电系统控制策略

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电工技术学报 2010年第9期25卷 163-169页

作者：杜春水张承慧刘鑫正陈阿莲山东大学控制科学与工程学院济南250061

针对光伏并网发电逆变器由于昼夜、天气阴晴变化导致其利用率低的问题,提出了一种基于负载类型辨识和考虑负载轻重的三相光伏并网发电和有源电力滤波统一控制策略,并给出了指令电流合成方法。该策略在保证最大光伏电能并网的同时,实现... 详细信息

针对光伏并网发电逆变器由于昼夜、天气阴晴变化导致其利用率低的问题,提出了一种基于负载类型辨识和考虑负载轻重的三相光伏并网发电和有源电力滤波统一控制策略,并给出了指令电流合成方法。该策略在保证最大光伏电能并网的同时,实现了对负载谐波与无功电流的最佳补偿,尤其轻载时无需谐波电流检测,极大地提高了系统的响应速度。该系统基于DC/DC/AC高频链电路结构,克服了传统光伏并网发电系统中工频变压器耗材严重的不足。用Matlab/Simulink对提出的控制策略进行建模仿真,实验结果证明了该策略的有效性。

关键词：光伏并网发电有源电力滤波谐波检测负载类型辨识限幅算法

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基于输出电流控制的光伏并网逆变电源

电工技术学报 2007年第8期22卷 41-45页

作者：张承慧叶颖陈阿莲杜春水山东大学控制科学与工程学院济南250061

光伏逆变电源并网运行时本质上为电流源。其输出电流滤波不但会对电网产生严重的谐波污染,同时其输出电流锁相不精确会降低系统的转化效率。针对以上问题,采用电流瞬时值和电流有效值双闭环控制策略实现对输出电流波形的控制;研制一种... 详细信息

光伏逆变电源并网运行时本质上为电流源。其输出电流滤波不但会对电网产生严重的谐波污染,同时其输出电流锁相不精确会降低系统的转化效率。针对以上问题,采用电流瞬时值和电流有效值双闭环控制策略实现对输出电流波形的控制;研制一种具有尖峰抑制作用的LCL滤波器,通过对其数学模型的幅频分析说明了其良好的滤波特性;设计了一种软件锁相环,并在此基础上通过α角的修正实现了精确可靠地锁相。实验结果验证了设计的合理性和正确性,实现了单位功率因数输出正弦波电流。

关键词：光伏逆变电源尖峰抑制 LCL滤波器软件锁相环

基于多目标混沌量子遗传算法的分布式电源规划

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电网技术 2011年第12期35卷 183-189页

作者：王瑞琪李珂张承慧杜春水褚晓广山东大学控制科学与工程学院山东省济南市250061

针对配电网加入分布式电源的经济技术优化目标,给出了分布式电源多目标规划的数学模型;结合实数编码量子遗传算法和非支配排序、精英保留、分层聚类等多目标优化策略,提出了多目标混沌量子遗传算法,并对分布式电源的安装位置和容量进行... 详细信息

针对配电网加入分布式电源的经济技术优化目标,给出了分布式电源多目标规划的数学模型;结合实数编码量子遗传算法和非支配排序、精英保留、分层聚类等多目标优化策略,提出了多目标混沌量子遗传算法,并对分布式电源的安装位置和容量进行了综合规划研究。算例分析表明,所提算法在计算精度、收敛速度和寻优能力上均优于传统多目标遗传算法,为实现分布式电源的多目标规划提供了理论依据。

关键词：分布式电源多目标规划量子遗传算法混沌

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准Z源级联多电平逆变器单元间功率平衡控制

电机与控制学报 2019年第8期23卷 19-27页

作者：杜春水刘强郭文君陈阿莲山东大学控制科学与工程学院

针对准Z源级联H桥多电平逆变器单元间功率不平衡带来的系统稳定性差、电能质量低等不足,提出了一种单元间输入功率不平衡工况下系统稳定控制策略。建立了准Z源级联逆变单元数学模型以及系统功率模型,阐述了不平衡功率输入时单元间相互... 详细信息

针对准Z源级联H桥多电平逆变器单元间功率不平衡带来的系统稳定性差、电能质量低等不足,提出了一种单元间输入功率不平衡工况下系统稳定控制策略。建立了准Z源级联逆变单元数学模型以及系统功率模型,阐述了不平衡功率输入时单元间相互作用机理,通过构造虚拟平均功率单元及其调制信号因子,计算出各单元输出功率与虚拟单元平均功率的偏差,调整各自调制信号因子,采用融合Z源逆变单元升压直通占空比的载波移相脉冲宽度调制技术,实现了逆变器单元间有功功率均衡控制和直流母线电压稳定,仿真实验和样机测试结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

关键词： H桥级联多电平逆变器光伏并网发电准Z源虚拟平均功率单元功率平衡

基于支持向量机的局部阴影条件下光伏阵列建模

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电工技术学报 2011年第3期26卷 140-147页

作者：陈阿莲冯丽娜杜春水张承慧山东大学控制科学与工程学院济南250061

由于周围高大建筑物、树木等的遮挡,光伏阵列经常处在局部阴影中。而光伏阵列是光伏发电系统的关键部分,其电气特性容易受到光伏电池温度、太阳光辐射强度和负载阻抗等因素的影响。为了能够获得光伏阵列最大输出功率,建立其电气特性模... 详细信息

由于周围高大建筑物、树木等的遮挡,光伏阵列经常处在局部阴影中。而光伏阵列是光伏发电系统的关键部分,其电气特性容易受到光伏电池温度、太阳光辐射强度和负载阻抗等因素的影响。为了能够获得光伏阵列最大输出功率,建立其电气特性模型尤为重要。本文首先基于光伏阵列的工作原理,提出了一种快速建立局部阴影下光伏阵列数学模型的方法。然后,以建立数学模型的思想为基础,运用支持向量机理论,并分别通过交叉验证法和遗传算法对支持向量机中的未知参数寻优,得到能反映局部阴影条件下光伏阵列电气特性的伏安I-V曲线和功率电压P-V曲线。实验结果表明,基于支持向量机理论建立的模型能较好地反映实际光伏阵列的模型,而且模型的泛化能力强,可以作为局部阴影条件下光伏阵列建模的有效方法。

关键词：局部阴影光伏阵列支持向量机遗传算法

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准Z源型三相并网光伏发电系统控制策略

电机与控制学报 2013年第9期17卷 86-91,98页

作者：杜春水王生飞张承慧山东大学控制科学与工程学院山东济南250061

为解决三相准Z源逆变器光伏并网高性能控制与系统成本之间的矛盾,提出了一种基于准Z源网络拓扑的单变量电导增量最大功率点跟踪算法,仅需检测直流环节的电流就可以实现对光伏电池阵列的最大输出功率跟踪,降低了检测系统成本,提高了跟踪... 详细信息

为解决三相准Z源逆变器光伏并网高性能控制与系统成本之间的矛盾,提出了一种基于准Z源网络拓扑的单变量电导增量最大功率点跟踪算法,仅需检测直流环节的电流就可以实现对光伏电池阵列的最大输出功率跟踪,降低了检测系统成本,提高了跟踪速度。为提高逆变器直流侧电压利用率,降低开关器件的电压应力,采用了三次谐波注入脉宽调制方式。为提高逆变器性能,采用了直流升压和并网逆变两级控制思想、多闭环协调控制策略,其中功率外环通过调节直通占空比实现最大功率点跟踪;直流侧电容电压闭环完成直流母线电压的间接稳压控制和并网有功指令电流生成;电流内环实现对并网电流精确控制。仿真和实验结果证明了控制策略的正确性和可行性。

关键词：光伏发电系统三相并网发电准Z源拓扑最大功率点跟踪单变量电导增量

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基于随机充电数据的锂离子电池容量在线估计

机械工程学报 2023年第22期59卷 100-110页

作者：谷平维段彬康永哲张承慧杜春水山东大学控制科学与工程学院济南250061

动力电池是电动汽车的核心部件,其容量的准确在线估计对于保证电动汽车的安全稳定运行至关重要。结合老化特征与数据驱动算法实现电池容量估计是当下的研究热点,然而,电动汽车充放电工况随机,导致难以稳定获取特定的老化特征。为此,提... 详细信息

动力电池是电动汽车的核心部件,其容量的准确在线估计对于保证电动汽车的安全稳定运行至关重要。结合老化特征与数据驱动算法实现电池容量估计是当下的研究热点,然而,电动汽车充放电工况随机,导致难以稳定获取特定的老化特征。为此,提出一种基于随机充电数据的电池容量在线估计方法。首先通过分析不同老化电池的充电数据,提取随机充电片段的累计电量、累计能量、电量均值与方差作为老化特征。然后,基于皮尔逊相关系数和灰色关联度分析法评价所提取的特征与电池容量之间的相关性。最后,提出基于改进核极限学习机的电池容量在线估计方法。与其他数据驱动方法相比,所提出的方法估计精度更高,在任意电压窗口下的容量估计误差平均值为1.38%,特别是在最优窗口下误差仅为0.48%。对比结果表明,所构建的估计模型能够在不同采样频率下保持稳定,同时仅需要少量的新样本即可实现不同充电工况下电池容量的准确估计,所提出的方法泛化性能强,实用价值高。

关键词：锂离子电池容量估计随机充电数据数据驱动极限学习机

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