针对微特电机驱动控制系统中,双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器在高频调制过程中易产生较大电流应力,导致器件温升高、寿命衰减及负载扰动下系统稳定性下降等问题,本文提出一种改进型双移相优化调制策略。该方法基于双有源桥拓扑...针对微特电机驱动控制系统中,双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器在高频调制过程中易产生较大电流应力,导致器件温升高、寿命衰减及负载扰动下系统稳定性下降等问题,本文提出一种改进型双移相优化调制策略。该方法基于双有源桥拓扑,建立双移相调制下的功率传输模型与电流应力数学模型,采用拉格朗日乘数法求解最优移相比组合,并进一步推导多功率场景下的电流应力解析表达式;在控制器设计方面,引入电感电流内环补偿机制,提高系统对电机驱动过程中负载变化的动态响应能力。MATLAB/Simulink仿真结果表明,该方法在典型微特电机负载工况下能有效降低变换器的电流应力,缩短暂态响应时间,并改善输出电压纹波,对提升微特电机控制系统的稳态与暂态性能具有良好效果,为高效能电机驱动供电模块的优化设计提供理论依据。展开更多
【目的】跟网型换流器(grid-following converter,GFL)被广泛应用于新能源并网系统。电网发生故障引起电压跌落时,系统进入低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)过程。传统锁相环(phase-locked loop,PLL)的二阶模型因忽略电流暂...【目的】跟网型换流器(grid-following converter,GFL)被广泛应用于新能源并网系统。电网发生故障引起电压跌落时,系统进入低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)过程。传统锁相环(phase-locked loop,PLL)的二阶模型因忽略电流暂态过程,难以准确描述LVRT期间系统的动态特性,导致暂态同步稳定性的提升效果受限。为此,针对对称故障场景,提出一种适用于LVRT过程的电流内环协同控制策略,以增强系统暂态同步稳定性。【方法】基于PLL四阶动态方程,结合暂态能量函数法,分析PLL输出频率突变以及电流内环与PLL耦合作用对系统暂态同步稳定性的影响,并设计相应的控制策略:根据最优阻抗比动态调整电流参考值,以抑制故障期间暂态能量累积;通过在电流内环前馈解耦项中引入频率偏差补偿机制,加速暂态能量耗散过程。两者协同作用,提升系统在LVRT期间的暂态同步稳定性。【结果】PSCAD/EMTDC对称故障时域仿真结果表明:故障瞬间PLL输出频率突变量与电网电压跌落幅值成正比,增大系统失稳风险;所提控制策略能够有效抑制故障期间PLL输出频率偏差,显著降低虚拟功角首摆幅度,缩短故障清除后系统恢复时间,在不同电网参数下均表现出良好的适应性。【结论】所提电流内环协同控制策略,能够在对称故障期间有效抑制暂态能量累积,在故障清除后加速暂态能量耗散,有效提升了GFL并网系统在此类LVRT过程中的暂态同步稳定性。展开更多
基于高速低功耗混合应用场景下对互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)比较器性能的综合需求,系统研究其结构优化设计。阐述动态比较器在响应速度、功耗控制、输入失调与噪声抑制等方面的关键技术,介绍...基于高速低功耗混合应用场景下对互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)比较器性能的综合需求,系统研究其结构优化设计。阐述动态比较器在响应速度、功耗控制、输入失调与噪声抑制等方面的关键技术,介绍前置放大器、电源控制、闭环反馈及偏置电路的协同优化策略。结合65 nm CMOS工艺下的仿真测试结果,分析主要性能指标在典型工况下的表现,验证所提结构的可实现性与工程适应性。结果表明,该设计能够在低功耗约束下保持高速响应。展开更多
在光储孤岛直流微电网中,需要最大化利用光伏发电,通常对光伏系统采用最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)技术。但传统的MPPT控制速度慢、精度低,特别是在局部阴影情形下极易陷入局部最优解。基于此,首先提出一种将布...在光储孤岛直流微电网中,需要最大化利用光伏发电,通常对光伏系统采用最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)技术。但传统的MPPT控制速度慢、精度低,特别是在局部阴影情形下极易陷入局部最优解。基于此,首先提出一种将布谷鸟搜索算法与电导增量法相结合的混合MPPT控制。利用布谷鸟搜索算法快速全局寻优,再使用电导增量法精确定位,实现快速而准确地跟踪最大功率点。储能单元是光储直流微电网的重要组成部分,其输出电流均分、荷电状态(stateof charge, SoC)均衡和直流母线电压稳定是主要控制目标。但电流均分受线路电阻差异的影响,进而影响SoC均衡和直流母线电压稳定,于是设计一种新的电压电流双环控制策略以实现上述目标。该策略在电压外环采用母线电压作为反馈值,在电流内环中设计了基于一致性算法的控制策略,将SoC与指数函数结合并引入加速因子,使得在充放电过程中实现SoC的快速均衡。所提控制策略既不需要下垂控制,也无需二次补偿控制,减轻了通信负担。最后在Matlab/Simulink中搭建直流微电网系统模型,验证所设计新的混合MPPT控制和电压电流双环控制策略的有效性。展开更多
文摘针对微特电机驱动控制系统中,双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器在高频调制过程中易产生较大电流应力,导致器件温升高、寿命衰减及负载扰动下系统稳定性下降等问题,本文提出一种改进型双移相优化调制策略。该方法基于双有源桥拓扑,建立双移相调制下的功率传输模型与电流应力数学模型,采用拉格朗日乘数法求解最优移相比组合,并进一步推导多功率场景下的电流应力解析表达式;在控制器设计方面,引入电感电流内环补偿机制,提高系统对电机驱动过程中负载变化的动态响应能力。MATLAB/Simulink仿真结果表明,该方法在典型微特电机负载工况下能有效降低变换器的电流应力,缩短暂态响应时间,并改善输出电压纹波,对提升微特电机控制系统的稳态与暂态性能具有良好效果,为高效能电机驱动供电模块的优化设计提供理论依据。
文摘【目的】跟网型换流器(grid-following converter,GFL)被广泛应用于新能源并网系统。电网发生故障引起电压跌落时,系统进入低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)过程。传统锁相环(phase-locked loop,PLL)的二阶模型因忽略电流暂态过程,难以准确描述LVRT期间系统的动态特性,导致暂态同步稳定性的提升效果受限。为此,针对对称故障场景,提出一种适用于LVRT过程的电流内环协同控制策略,以增强系统暂态同步稳定性。【方法】基于PLL四阶动态方程,结合暂态能量函数法,分析PLL输出频率突变以及电流内环与PLL耦合作用对系统暂态同步稳定性的影响,并设计相应的控制策略:根据最优阻抗比动态调整电流参考值,以抑制故障期间暂态能量累积;通过在电流内环前馈解耦项中引入频率偏差补偿机制,加速暂态能量耗散过程。两者协同作用,提升系统在LVRT期间的暂态同步稳定性。【结果】PSCAD/EMTDC对称故障时域仿真结果表明:故障瞬间PLL输出频率突变量与电网电压跌落幅值成正比,增大系统失稳风险;所提控制策略能够有效抑制故障期间PLL输出频率偏差,显著降低虚拟功角首摆幅度,缩短故障清除后系统恢复时间,在不同电网参数下均表现出良好的适应性。【结论】所提电流内环协同控制策略,能够在对称故障期间有效抑制暂态能量累积,在故障清除后加速暂态能量耗散,有效提升了GFL并网系统在此类LVRT过程中的暂态同步稳定性。
文摘在光储孤岛直流微电网中,需要最大化利用光伏发电,通常对光伏系统采用最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)技术。但传统的MPPT控制速度慢、精度低,特别是在局部阴影情形下极易陷入局部最优解。基于此,首先提出一种将布谷鸟搜索算法与电导增量法相结合的混合MPPT控制。利用布谷鸟搜索算法快速全局寻优,再使用电导增量法精确定位,实现快速而准确地跟踪最大功率点。储能单元是光储直流微电网的重要组成部分,其输出电流均分、荷电状态(stateof charge, SoC)均衡和直流母线电压稳定是主要控制目标。但电流均分受线路电阻差异的影响,进而影响SoC均衡和直流母线电压稳定,于是设计一种新的电压电流双环控制策略以实现上述目标。该策略在电压外环采用母线电压作为反馈值,在电流内环中设计了基于一致性算法的控制策略,将SoC与指数函数结合并引入加速因子,使得在充放电过程中实现SoC的快速均衡。所提控制策略既不需要下垂控制,也无需二次补偿控制,减轻了通信负担。最后在Matlab/Simulink中搭建直流微电网系统模型,验证所设计新的混合MPPT控制和电压电流双环控制策略的有效性。
