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电工技术学报 2002年第6期17卷 59-61页

作者：赵涛王相綦董晓莉尚雷金正方张海燕中国科学技术大学国家同步辐射实验室 230029

把移相控制全桥变换技术用于三相ac/dc变换器的功率因数调整 ,将中线接至变换器 ,得到一种新型主电路拓扑结构 ,各功率管实现了软开关。利用Pspice对该结构进行了仿真 ,系统的功率因数约 0 98。

关键词：高功率因数软开关三相ac/dc变换器仿真主电路拓扑结构

混合微电网中三相ac/dc变换器的控制策略及其稳定性研究

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混合微电网中三相AC/DC变换器的控制策略及其稳定性研究

作者：李慧蓬太原理工大学

学位级别：硕士

随着经济的发展,能源与环境问题日益突出,作为化石能源的替代品,可再生能源受到了人们越来越多的关注。将分布式电源(distributed generation,DG)、负荷与储能有机结合起来的微电网系统,可以实现与大电网的稳定、协调运行,是分布式发电... 详细信息

随着经济的发展,能源与环境问题日益突出,作为化石能源的替代品,可再生能源受到了人们越来越多的关注。将分布式电源(distributed generation,DG)、负荷与储能有机结合起来的微电网系统,可以实现与大电网的稳定、协调运行,是分布式发电一种高效的组织形式,因此微电网的研究具有非常重要的学术价值和现实意义。本文设计了混合微电网中连接交流子网和直流子网的三相ac/dc变换器的控制器,研究了微电网并网和孤岛模式下变换器的控制策略,深入分析了导致变换器运行失去稳定的一类重要原因,最后分别在MATLAB和dSPacE平台上验证了本文的分析。具体研究内容如下：(1)介绍了实验室所采用的混合微电网结构,对微电网中的变换器采用了分层控制,上层为系统级;下层为变换器级。首先根据微电网运行要求设计了下层控制策略,在光伏发电单元和锂电池组的数学模型基础上,分别设计了dc/dc升压变换器和双向dc/dc变换器的控制电路;在微电网并网和孤岛模式下建立了三相ac/dc变换器在ABC静止坐标系和dp同步旋转坐标系下的数学模型,得出了变换器的传递函数,在此基础上设计了前馈解耦的双闭环控制电路,采用了动态性能较好的直接电流控制,并详细介绍了PI调节器参数的整定方法。(2)提出了微电网孤岛运行时上层的协调控制策略,它可根据DG、储能和负荷情况控制各DG的发出功率以及是否切负荷,以保证微电网内部功率平衡。在Matlab/Simulink中搭建了混合微电网模型,分析了并网和孤岛模式下不同算例的仿真结果。结果表明,当微电网内部DG功率以及负荷功率发生变化时,提出的控制策略可有效保证微电网中各个变换器的稳定运行,三相ac/dc变换器可以在整流和逆变之间平滑切换。(3)基于dSPacE系统搭建了三相ac/dc变换器实验平台,设计了相应的信号采集和驱动电路、软件保护模块,并在Control Desk中对变换器进行了实时控制。实验结果表明,变换器实现了电能的双向平滑流动,并网运行时可以稳定直流电压,孤岛运行时可以稳定交流电压。(4)发现了微电网中三相ac/dc变换器失稳的一类现象,描述了此现象会导致的后果,详细分析了其产生的物理机理,研究表明,交流侧等效串联阻抗值的大小是引发此类现象的重要原因,并利用直流工作点给出了预测等效阻抗稳定边界的计算公式。最后通过仿真和实验验证了本文分析的正确性和有效性。

关键词：交直流混合微电网协调控制策略三相ac/dc变换器能量双向流动稳定性分析

交直流混合微电网三相ac/dc变换器控制策略研究

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交直流混合微电网三相AC/DC变换器控制策略研究

作者：郭文娇太原理工大学

学位级别：硕士

交直流混合微电网能够实现间歇式新能源柔性并网,提高可再生能源利用率,其构架兼具交流母线与直流母线,可以减少交直流电力变换环节,简化分布式电源接入微电网的拓扑结构,降低变换装置的功率损耗。连接交流母线与直流母线之间的三相ac/D... 详细信息

交直流混合微电网能够实现间歇式新能源柔性并网,提高可再生能源利用率,其构架兼具交流母线与直流母线,可以减少交直流电力变换环节,简化分布式电源接入微电网的拓扑结构,降低变换装置的功率损耗。连接交流母线与直流母线之间的三相ac/dc变换器,既可工作在整流状态又可工作在逆变状态,是保证整个混合微电网系统可靠运行的核心装置,因此,研究交直流混合微电网三相ac/dc变换器控制策略具有重要的研究意义。本文设计了适用于混合微电网的三相ac/dc变换器控制系统,所提出的控制策略可以使系统在交流子网电压不平衡时实现交流电流正弦化,同时维持直流母线电压稳定,确保交直流混合微电网在电压不平衡时稳定运行。具体研究内容如下:首先,简要介绍交直流混合微电网的研究现状与发展趋势,针对其结构特点,分别建立了光伏电池与储能系统的数学模型,得到光伏电池的输出特性,在此基础上了设计光伏电池出口侧dc/dc变换器控制策略,实现最大功率输出;深入分析锂电池与超级电容工作原理,并据此设计了适用于储能充放电控制的双向dc/dc变换器。其次,在分析混合微电网结构及工作原理的基础上,建立不同坐标系下三相平衡条件下ac/dc变换器的数学建模,得到控制器的传递函数,提出控制策略,并对控制器电压电流环进行设计。最后在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,证明平衡条件下三相ac/dc变换器控制策略的可行性。再次,考虑到实际电网电压不平衡时有发生,当三相ac/dc变换器接入时,使得交流电流不对称,直流母线电压产生二倍频波动,影响变换器正常运行,恶化混合微网的电能质量。为此,本文提出了基于超级电容补偿的三相ac/dc变换器控制系统,通过控制三相ac/dc变换器抑制了交流侧负序电流,保证交流侧电流正弦、对称。采用超级电容充放电对有功功率2次波动削峰填谷,达到维持直流母线电压稳定的目的。最后,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,证明电压不平衡条件下三相ac/dc变换器控制策略的可行性。最后,搭建了三相ac/dc变换器低压实验平台。实验结果表明,平衡条件下,三相ac/dc变换器能够维持系统功率平衡,保证直流母线稳定,同时控制变换器交流侧功率因数,实现交直流功率双向流通;电压不平衡条件下所提出的控制系统,能够保证交流侧电流正弦、对称,维持直流母线电压稳定,有效改善交直流混合微电网的电能质量。

关键词：交直流混合微电网三相ac/dc变换器电压不平衡超级电容

单级高频隔离型三相双向ac/dc变换器研究综述

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中国电机工程学报 2021年第21期41卷 7434-7448页

作者：顾玲南京理工大学自动化学院电气工程系江苏省南京市210094

单级高频隔离型三相双向ac/dc变换器以单级式的结构可实现高频电气隔离、单位功率因数控制、双向电能传输和升降压变换,在微电网母线电压变换、储能装置功率变换等场合均具有重要的应用。文章基于电路拓扑、调制策略2个方面详述变换器... 详细信息

单级高频隔离型三相双向ac/dc变换器以单级式的结构可实现高频电气隔离、单位功率因数控制、双向电能传输和升降压变换,在微电网母线电压变换、储能装置功率变换等场合均具有重要的应用。文章基于电路拓扑、调制策略2个方面详述变换器的研究现状,分析各类拓扑和调制方法的工作原理和应用特点,总结拓扑结构机理和衍生方法,归纳考虑变压器伏秒平衡的空间矢量调制策略步骤。最后,从新型半导体器件的应用、软开关的实现和可靠性的提高3个方面对变换器的未来发展趋势进行展望。

关键词：高频隔离三相ac/dc变换器双向变换器脉宽调制策略

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混合微电网中三相ac/dc变换器的研究

经营管理者 2015年第23期 318-318页

作者：张一玮褚建光国网山西省电力公司阳泉供电公司

本论文研究混合微电网中三相ac/dc变换器的主电路及控制器的设计。介绍了混合微电网的结构特点,说明了混合微电网母线间三相ac/dc变换器的作用。建立三相ac/dc变换器的数学模型,设计控制器。控制器采用电压外环和电流内环的双闭环控制,... 详细信息

本论文研究混合微电网中三相ac/dc变换器的主电路及控制器的设计。介绍了混合微电网的结构特点,说明了混合微电网母线间三相ac/dc变换器的作用。建立三相ac/dc变换器的数学模型,设计控制器。控制器采用电压外环和电流内环的双闭环控制,并用正弦脉宽调制(SPWM)来产生开关控制信号。通过在MATLAB下的仿真,验证了控制器可以获得较稳定的直流电压、较快的电流跟随性能和单位功率因数,实现了三相ac/dc变换器能量双向流动的功能。

关键词：混合微电网三相ac/dc变换器 SPWM

电压不平衡时交直流双向功率变换器的控制策略

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电网技术 2016年第3期40卷 925-930页

作者：郭文娇任春光王磊韩肖清赵耀民太原理工大学电气与动力工程学院山西省太原市030024

基于传统双环控制的三相ac/dc变换器因其能实现功率双向流动、交流侧单位功率因数运行而在交直流混合微电网中担当链接桥梁的作用。当混合微电网交流侧电压不平衡时,三相ac/dc变换器的直流电压将产生2倍于基波频率的脉动,并导致交流电... 详细信息

基于传统双环控制的三相ac/dc变换器因其能实现功率双向流动、交流侧单位功率因数运行而在交直流混合微电网中担当链接桥梁的作用。当混合微电网交流侧电压不平衡时,三相ac/dc变换器的直流电压将产生2倍于基波频率的脉动,并导致交流电流产生大量的3次谐波分量,严重影响微电网的运行。在同步旋转坐标下建立交流侧电压不平衡条件下的三相ac/dc变换器的数学模型,分析了系统在不平衡条件下的功率传输特性,改进了三相ac/dc变换器功率控制策略,同时利用超级电容快速充放电特性在直流母线接入一小容量的超级电容来平衡直流侧功率的二次波动。仿真和实验结果验证了所提策略的可行性。

关键词：电压不平衡混合微电网三相ac/dc变换器超级电容

电压不平衡时交直流混合微电网中功率变换器的控制策略

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电压不平衡时交直流混合微电网中功率变换器的控制策略

作者：李浩东燕山大学

学位级别：硕士

交直流混合微电网兼顾了交流微网和直流微网二者的优点,必将成为未来智能电网的重要组成部分。三相ac/dc变换器作为连接交直流母线的桥梁,可以实现直流母线与交流母线之间能量的双向流动,因此对以三相ac/dc变换器为主的交直流混合微电... 详细信息

交直流混合微电网兼顾了交流微网和直流微网二者的优点,必将成为未来智能电网的重要组成部分。三相ac/dc变换器作为连接交直流母线的桥梁,可以实现直流母线与交流母线之间能量的双向流动,因此对以三相ac/dc变换器为主的交直流混合微电网中的功率变换器展开研究是有重要意义的。具体研究内容如下:首先,简要介绍微电网的发展过程和趋势以及国内外研究现状,对交直流混合微电网的架构和控制结构进行介绍和分析。针对混合微电网的结构特点分别建立了光伏电池、风力发电系统、储能系统、三相ac/dc变换器的数学模型,并对各个微源中功率变换器的控制方法进行了介绍和分析。最后建立了一个交直流混合微电网系统,并分并网和离网两种状态对微电网系统进行了仿真验证。其次,介绍了常用的同步参考坐标系锁相环和传统的正弦幅值积分器(sinusoidal amplitude integrator,SAI)锁相环,通过推导传统的SAI锁相环的数学模型,对此进行了两步优化升级,并提出了一种适用于不平衡和畸变电网的结构更简单的基于多变量滤波器(multiple variable filter,MVF)和SAI的新型锁相结构。三种锁相环进行了对比分析,验证了新型锁相环在结构简单的同时面对多工况都能实现良好的锁相效果。再次,当三相ac/dc变换器运行在不平衡状态时,不平衡电压将导致交流侧电流不对称,直流母线电压二倍频波动,进而影响三相ac/dc变换器正常运行。为解决此问题本文设计了一种混合控制系统,交流侧采用基于新型锁相环的负序电流抑制策略,直流侧采用基于直流有源电力滤波器(active power filters,APF)的直流母线电压纹波抑制方法,并通过仿真验证了有效性,能使交流侧电流的总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)明显减小,直流母线纹波系数也被抑制到了0.1%左右。最后,搭建了基于Si C MOSFET的三相ac/dc实验平台。首先对Si C MOSFET开关性能在LTspice中进行了仿真分析,根据仿真结果进行Si C MOSFET的驱动设计。本文设计了一种驱动电路,并在LTspice中进行了双脉冲试验,对比验证了本文设计的驱动的可行性。最终,进行了锁相环和三相ac/dc变换器控制策略的实验验证。

关键词：混合微电网电压不平衡 SiC MOSFET 锁相环三相ac/dc变换器

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三相ac/dc功率因数校正拓扑比较

电工电能新技术 2002年第2期21卷 72-76页

作者：朱士海钱江钱照明浙江大学电力电子技术研究所浙江杭州310027

在三相PFC电路分类为不解耦、部分解耦和全解耦拓扑基础上 ,分别对其中几个典型拓扑进行了分析 ,作了计算机仿真 ,并对仿真结果作了比较 ,给出了一台 5kW三相四线伪桥式PFC整流装置的实验结果。

关键词：三相功率因数校正拓扑解耦计算机仿真整流装置三相ac/dc变换器