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一种改进型同步整流正激变换器研究

电气工程学报 2022年第4期17卷 193-202页

作者：胡经纬王久和曲秋莳北京交通运输职业学院城市轨道交通学院北京100096 北京信息科技大学自动化学院北京100192

针对传统同步整流正激变换器效率较低、不适用于宽输入电压场合以及共态导通等问题,提出了一种改进型同步整流正激变换器。改进后的同步整流正激变换器利用辅助绕组两端电压驱动MOSFET管,该变换器效率较高,适用于宽输入电压场合,能够很... 详细信息

针对传统同步整流正激变换器效率较低、不适用于宽输入电压场合以及共态导通等问题,提出了一种改进型同步整流正激变换器。改进后的同步整流正激变换器利用辅助绕组两端电压驱动MOSFET管,该变换器效率较高,适用于宽输入电压场合,能够很好地解决共态导通问题。分析了改进型同步整流正激变换器的工作原理、工作模态,建立了改进型同步整流正激变换器的EL(Euler-lagrange,EL)模型,基于无源控制理论,采用阻尼注入方法设计了改进型同步整流正激变换器的无源控制器。无源控制器可使改进后的同步整流正激变换器具有良好的动、静态性能和对负载变化的鲁棒性。仿真及试验结果表明该变换器及其无源控制器是可行的。

关键词：同步整流正激变换器无源控制阻尼注入

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基于PCHD模型的柔性直流输电鲁棒控制

电力系统自动化 2013年第15期37卷 40-46页

作者：范心明管霖夏成军饶宏许树楷李立浧华南理工大学电力学院广东省广州市510640 南方电网科学研究院广东省广州市510080

基于柔性直流输电系统的数学模型与端口受控耗散哈密尔顿(PCHD)方程建立了换流器三相坐标系下的PCHD模型,并导出了换流器在dq旋转坐标系下的PCHD模型,证明了换流器的严格无源性。通过配置连接矩阵与阻尼矩阵构造期望能量函数,并确立为Ly... 详细信息

基于柔性直流输电系统的数学模型与端口受控耗散哈密尔顿(PCHD)方程建立了换流器三相坐标系下的PCHD模型,并导出了换流器在dq旋转坐标系下的PCHD模型,证明了换流器的严格无源性。通过配置连接矩阵与阻尼矩阵构造期望能量函数,并确立为Lyapunov函数。通过注入阻尼矩阵消除了换流器直流侧等效电阻对系统的影响。由期望平衡点、状态变量及互联和阻尼分配无源性(IDA-PB)控制原理设计了换流器的IDA-PB控制器。在不同的运行条件下用PSCAD/EMTDC软件对控制系统进行了仿真,结果表明所提出的控制策略具有良好的动、静态性能和鲁棒性。

关键词：柔性直流输电稳定控制鲁棒控制端口受控耗散哈密尔顿模型无源性阻尼注入互联和阻尼分配无源性控制

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基于能量模型的混合感应滤波系统控制方法

电力自动化设备 2018年第10期38卷 101-107页

作者：张志文曾令雄谢斌饶玉凡易梅生湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 长沙电力职业技术学院电力工程系湖南长沙410131 特变电工湖南电气有限公司湖南衡阳421007

提出了一种工业配电系统新型混合感应滤波(HIAF)装置。分析了HIAF投入后谐波流通路径及对整流变压器及系统的益处。通过系统三相等效电路分析了HIAF的补偿机理并建立了HIAF的数学模型。基于无源控制(PBC)思想建立了该系统在dq坐标系下... 详细信息

提出了一种工业配电系统新型混合感应滤波(HIAF)装置。分析了HIAF投入后谐波流通路径及对整流变压器及系统的益处。通过系统三相等效电路分析了HIAF的补偿机理并建立了HIAF的数学模型。基于无源控制(PBC)思想建立了该系统在dq坐标系下的欧拉-拉格朗日能量模型。依据HIAF的补偿特性,并结合阻尼注入的方法设计了控制器。仿真和实验结果验证了补偿系统和控制策略的正确性。

关键词：混合感应滤波无源控制欧拉-拉格朗日能量模型阻尼注入补偿

电网不平衡时电压型PWM整流器混合无源控制

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电工技术学报 2015年第8期30卷 159-166页

作者：王久和慕小斌北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京交通大学电气工程学院北京100044

针对国内外电网不平衡时电压型PWM整流器控制策略存在控制结构复杂和控制性能不佳的问题,提出了由直流电压环(PI)与无源电流控制器组成的电压型PWM整流器混合无源控制器。基于整流器的EL(Euler-Lagrange,EL)模型,利用阻尼注入方法设计... 详细信息

针对国内外电网不平衡时电压型PWM整流器控制策略存在控制结构复杂和控制性能不佳的问题,提出了由直流电压环(PI)与无源电流控制器组成的电压型PWM整流器混合无源控制器。基于整流器的EL(Euler-Lagrange,EL)模型,利用阻尼注入方法设计了无源电流控制器。根据无源电流控制器确定出具有补偿电网不平衡功能的开关函数。该混合无源控制器只需电压、电流的实时值,通过混合无源控制器就可消除或抑制整流器输入电流中的所有谐波且使整流器具有恒定的直流电压;可使整流器具有良好的性能和简单的控制结构。仿真和实验结果表明,电网不平衡时电压型PWM整流器混合无源控制是可行的。

关键词：电网不平衡 PWM整流器混合无源控制器能量存储函数阻尼注入

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三相并联混合有源电力滤波器的无源控制策略

电机与控制学报 2014年第5期18卷 1-6页

作者：丁青青鲁伟徐长波李春文清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084 清华大学自动化系北京100084

针对三相并联混合有源电力滤波器(SHAPF)的非线性数学模型,利用无源控制的思想提出了一种SHAPF控制策略。首先建立了三相SHAPF系统的欧拉-拉格朗日周期平均模型,然后基于系统的无源性,采用能量成形和阻尼注入方法,提出了一种SHAPF非线... 详细信息

针对三相并联混合有源电力滤波器(SHAPF)的非线性数学模型,利用无源控制的思想提出了一种SHAPF控制策略。首先建立了三相SHAPF系统的欧拉-拉格朗日周期平均模型,然后基于系统的无源性,采用能量成形和阻尼注入方法,提出了一种SHAPF非线性控制策略,从理论上保证了闭环系统的渐进稳定。最后仿真实验验证了该控制策略能够有效滤除电网中的谐波电流,维持直流侧电容电压的稳定;并且与传统线性二次型调节器相比,该控制策略具有更好的稳态补偿效果和对负载变化的鲁棒性。

关键词：有源电力滤波器渐进稳定阻尼注入谐波治理无源控制

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基于无源性的光伏并网逆变器电流控制

电工技术学报 2012年第11期27卷 176-182页

作者：王久和慕小斌北京信息科技大学自动化学院北京100192 北京交通大学电气工程学院北京100044

针对光伏并网逆变器的数学模型呈现非线性特性,采用无源控制(PBC)理论得出的算法对逆变器进行控制,可使并网逆变器具备优良的动、静态特性。本文根据并网逆变器的欧拉-拉格朗日(EL)数学模型和严格无源性,得到了使逆变器网侧dq轴电流解... 详细信息

针对光伏并网逆变器的数学模型呈现非线性特性,采用无源控制(PBC)理论得出的算法对逆变器进行控制,可使并网逆变器具备优良的动、静态特性。本文根据并网逆变器的欧拉-拉格朗日(EL)数学模型和严格无源性,得到了使逆变器网侧dq轴电流解耦的无源控制律。为提高逆变器的动态性能,采用注入阻尼方法对控制器进行了优化设计,实现对给定电流及最大功率点快速跟踪。计算机仿真和4kW样机试验均表明,基于无源性的光伏并网逆变器电流控制策略是可行的。

关键词：光伏并网逆变器无源控制阻尼注入解耦

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三相电压型PWM整流器的无源性功率控制

中国电机工程学报 2008年第21期28卷 20-25页

作者：王久和黄立培杨秀媛北京信息科技大学自动化学院北京市海淀区100192 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084

根据电压型PWM整流器主电路结构,建立了整流器在两相同步旋转dq坐标系中的功率EL(Euler-Lagrange)数学模型。基于整流器的无源性,采用新的阻尼注入方法设计无源功率控制器。该无源功率控制器使整流器实现功率解耦控制,具有更好动静性能... 详细信息

根据电压型PWM整流器主电路结构,建立了整流器在两相同步旋转dq坐标系中的功率EL(Euler-Lagrange)数学模型。基于整流器的无源性,采用新的阻尼注入方法设计无源功率控制器。该无源功率控制器使整流器实现功率解耦控制,具有更好动静性能,优于现行的其它功率控制策略。特别是在负载扰动的情况下,应能保持功率快速响应、直流输出电压几乎不变的特性。仿真实验证明了新的整流器无源功率控制器设计方法的可行性。

关键词：电力电子 PWM整流器无源性能量函数阻尼注入功率控制

基于E-L模型的Z源T型逆变器无源控制策略研究

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电网技术 2018年第7期42卷 2303-2311页

作者：李涛程启明程尹曼孙伟莎陈路上海电力学院自动化工程学院上海市杨浦区200090 同济大学电子与信息工程学院上海市杨浦区201804

首次将非线性的无源控制（PBC）理论引入到Z源T型逆变器的控制上,该方法不需要对受控对象进行线性化处理,通过选取合适的能量函数与注入阻尼,确定无源控制规律函数,简化了控制系统的结构。首先,根据Z源T型并网逆变器的数学模型写出其无... 详细信息

首次将非线性的无源控制（PBC）理论引入到Z源T型逆变器的控制上,该方法不需要对受控对象进行线性化处理,通过选取合适的能量函数与注入阻尼,确定无源控制规律函数,简化了控制系统的结构。首先,根据Z源T型并网逆变器的数学模型写出其无源欧拉（E-L）表达式,然后,选取适当的能量函数与注入阻尼,确定无源控制规律函数,并结合SVPWM算法驱动逆变器开关动作;最后,软件仿真实验和实际硬件样机试验验证了无源控制系统方法的可行性和有效性。

关键词： T型逆变器 Z源网络无源控制 E-L模型阻尼注入

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永磁直驱风力发电系统气动载荷抑制策略

中国电机工程学报 2013年第21期33卷 99-108,198页

作者：陈家伟陈杰龚春英江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市210016

风力发电机组发电过程中,风轮旋转采样随时间和空间分布的三维风场将产生风剪和塔影效应,导致风轮捕获的气动转矩中含有3P谐波分量。该谐波分量沿着传动链向下传播,不仅使传动链承受更大的气动载荷,而且会激发机组固有谐振频率,使机组振... 详细信息

风力发电机组发电过程中,风轮旋转采样随时间和空间分布的三维风场将产生风剪和塔影效应,导致风轮捕获的气动转矩中含有3P谐波分量。该谐波分量沿着传动链向下传播,不仅使传动链承受更大的气动载荷,而且会激发机组固有谐振频率,使机组振荡,严重影响了机组的可靠性。该文首先对永磁直驱风力发电机组进行了两质量块模型建模,通过模型分析得出了机组固有谐振频率和阻尼的大小。发现导致机组承受较大的气动载荷的原因为机组自身阻尼较小。为了增大机组的阻尼从而降低机组承受的气动载荷以及抑制机组谐振,提出一种注入阻尼的功率控制策略。该策略通过在机组的转矩控制环中加入与机组转速小信号量成正比的补偿转矩,大大增加了机组的阻尼。为了解决转速小信号量无法直接测量的问题,该文从机组的功率流中分析出了间接测量转速小信号量的方法。最后,在实验室建立了一台10kW变速风力发电机组实验系统,实验结果验证了所提出方法的正确性。

关键词：风力发电气动载荷阻尼注入功率谱密度