检索结果-南通市图书馆

作者：江远怀广州大学

学位级别：硕士

随着可再生能源的快速发展和普及,分布式能源系统在电力领域的应用日益广泛。其中,LCL型并网逆变器(Grid-Connected Inverter,GCI)系统作为一种重要的电力变换装置,在提高电能质量、实现能源管理和提升电力系统稳定性方面发挥着关键作... 详细信息

随着可再生能源的快速发展和普及,分布式能源系统在电力领域的应用日益广泛。其中,LCL型并网逆变器(Grid-Connected Inverter,GCI)系统作为一种重要的电力变换装置,在提高电能质量、实现能源管理和提升电力系统稳定性方面发挥着关键作用。然而,目前在实际应用中,由于LCL型GCI基本是以整数阶特性进行研究,系统的复杂性和参数设计的约束性未能得到进一步简化和优化。而电感器和电容器由于实际可呈现分数阶特性,而逐渐被考虑应用到电力电子功率变换器的分数阶建模和分析中,并表现出比整数阶系统更优越的特性。考虑到分数微积分理论的发展和应用,本论文旨在针对分数阶LCL型并网逆变器系统进行深入研究,通过理论分析、参数优化和控制器设计,探索提高系统性能和稳定性的方法。主要工作和贡献包括以下几点:首先,介绍了传统整数阶LCL(Integer-Order LCL,IOLCL)型GCI系统的基本原理和结构,分析了其中的关键问题和挑战。IOLCL型GCI系统采用普遍使用的电容电流反馈主动阻尼方法,以抑制IOLCL本身固有的谐振尖峰。受谐振尖峰和谐振频率的约束,IOLCL滤波器的参数设计受到限制,控制系统中的电容电流反馈系数的设计也受到谐振频率和谐振尖峰的约束,而控制器的参数设计又与电容电流反馈系数有关,因此也受到很大的约束。随后,本文提出了一种模拟控制下分数阶LCL(Fractional-Order LCL,FOLCL)型GCI系统的控制器参数设计方法,包括分数阶元器件的构建、FOLCL滤波器的建模并给出了电感电容的阶数设计原则、FOLCL型GCI的系统分析以及使用四种类型的控制器补偿的参数设计推导和步骤,四种控制器类型分别为整数阶比例积分(Integer-Order Proportional-Integral,IOPI)、分数阶比例积分(Fractional-Order Proportional-Integral,FOPI)、整数阶比例谐振(Integer-Order Proportional-Resonance,IOPR)、分数阶比例谐振(Fractional-Order Proportional-Resonance,FOPR)。研究发现,FOLCL型GCI可以去除电容电流反馈环节,只需合理设置元器件的阶数,就不会产生IOLCL滤波器那样的谐振尖峰。因此,FOLCL型GCI系统无需对电容电流反馈系数进行详细的分析和设计,只需采用控制器补偿进行单闭环控制便能使系统稳定,从而使得控制器的参数设计减少了约束项,并且由于引入了多个分数阶因子,使得控制器参数设计更加自由化,参数取值范围更加广泛。相比IOLCL系统,FOLCL系统的性能也因此进一步得到提升。然后,为进一步发挥FOLCL型GCI系统的优势,提出了一种数字控制下无谐振频率限制的FOLCL滤波器的参数优化方法,所提方法基于穿越频率和幅值裕度(Gain Margin,GM),对控制器的比例系数进行阻尼设计,旨在改善FOLCL滤波器的高频谐波衰减特性并保证系统的稳定性。此外,针对FOLCL滤波器参数得到优化后的系统以及控制延时的影响,继续推导了基于稳态误差和稳定裕度等条件的IOPR和FOPR控制器的参数设计方法,并给出了截止频率的选取方法以满足系统的动态响应,为具体的控制器参数设计提供参考。通过仿真和实验,验证了理论推导和分析的准确性,并证明了FOLCL系统及参数设计相比IOLCL系统具有更多优势,分数阶控制也比整数阶控制更好。本论文提出的方法为FOLCL型GCI系统的参数设计和应用提供了重要的参考和指导,对推动分布式能源系统的发展具有重要意义。

关键词：并网逆变器 LCL 分数阶控制器参数设计参数优化

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飞轮电池储能控制系统设计

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太阳能学报 2018年第5期39卷 1320-1328页

作者：王建国苏建徽吴文进张健合肥工业大学电气与自动化工程学院

提出一种飞轮电池储能系统的控制方法,该方法在电压外环和电流内环的双闭环控制结构基础上加入转速控制环,无需切换外环控制对象,通过控制飞轮转速的改变即可实现飞轮电池的充放电过程。在充电过程中,电网决定直流母线电压,利用转速控... 详细信息

提出一种飞轮电池储能系统的控制方法,该方法在电压外环和电流内环的双闭环控制结构基础上加入转速控制环,无需切换外环控制对象,通过控制飞轮转速的改变即可实现飞轮电池的充放电过程。在充电过程中,电网决定直流母线电压,利用转速控制环对飞轮转速进行限制,防止飞轮电池过充电;在放电过程中,则由飞轮电池维持直流母线电压的稳定。分别给出电流环、电压环和转速环控制器参数设计。利用Matlab/Simulink软件建立飞轮电池储能仿真系统并在样机上进行实验验证,仿真和实验结果均已验证所提控制方法的有效性。

关键词：飞轮电池储能系统双闭环控制结构转速控制环充放电控制控制器参数设计

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电源内阻对双向DC-DC变换器性能的影响

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广东电力 2016年第10期29卷 24-30,68页

作者：唐酿盛超刘昌朱以顺翁洪杰黄辉袁敞广东电网有限责任公司电力科学研究院广东广州510080 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

为解决电源内阻对双向DC-DC变换器性能的影响问题,研究一种考虑电源内阻的双向DC-DC变换器的基础拓扑,建立其状态空间平均模型,并利用小信号分析法得到系统传递函数。通过伯德图分析电源内阻对双向DC-DC变换器控制器性能的影响,提出一... 详细信息

为解决电源内阻对双向DC-DC变换器性能的影响问题,研究一种考虑电源内阻的双向DC-DC变换器的基础拓扑,建立其状态空间平均模型,并利用小信号分析法得到系统传递函数。通过伯德图分析电源内阻对双向DC-DC变换器控制器性能的影响,提出一种考虑电源内阻的双向DC-DC变换器控制器参数设计方法。以升压模式为例,在PSCAD/EMTDC中验证了电源内阻对双向DC-DC变换器输出电压波动性和暂态稳定性的影响。结果表明,电源内阻会对双向DC-DC变换器的控制性能产生影响,控制参数的设计必须考虑电源内阻。

关键词：双向DC-DC变换器电源内阻数学模型小信号分析控制器参数设计

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电源内阻对Buck变换器控制性能影响机理研究

电源内阻对Buck变换器控制性能影响机理研究

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第四届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛：电能质量与高效优质用电

作者：刘昌袁敞新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

随着新能源广泛接入电网,buck变换器在电力系统的渗透率愈来愈高,有必要对电源内阻对buck变换器控制性能的影响进行研究。本文计及buck变换器电源内阻,建立了其状态空间平均模型,并利用小信号分析法得到了传递函数。根据幅值、相位裕量... 详细信息

随着新能源广泛接入电网,buck变换器在电力系统的渗透率愈来愈高,有必要对电源内阻对buck变换器控制性能的影响进行研究。本文计及buck变换器电源内阻,建立了其状态空间平均模型,并利用小信号分析法得到了传递函数。根据幅值、相位裕量的约束条件得到比例、积分时间常数的取值域。通过对取值域中算例的时域仿真和伯德图的分析,表明本文提出的控制器参数设计方法能满足对控制器的要求。

关键词： Buck变换器电源内阻数学模型控制器参数设计

来源： cnki会议评论

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