DC component is contained in inverter output voltage due to many reasons such as the zero-point deviation of operational amplifiers and the differences between power switching transistors′ characteristics. For the pa...DC component is contained in inverter output voltage due to many reasons such as the zero-point deviation of operational amplifiers and the differences between power switching transistors′ characteristics. For the parallel inverter system without output isolation transformers, the difference of DC components of the output voltage can cause large DC loop-current among modular inverters. Aiming at this problem, this paper studies several DC loop-current detecting and restraining methods. By digital adjustment with high precision on the DC components of reference sine wave, the DC components of inverter′s output voltage can be adjusted to restrain DC loop-current. Experimental results prove that the DC loop-current detecting and restraining methods have a good performance.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
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
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DC component is contained in inverter output voltage due to many reasons such as the zero-point deviation of operational amplifiers and the differences between power switching transistors′ characteristics. For the parallel inverter system without output isolation transformers, the difference of DC components of the output voltage can cause large DC loop-current among modular inverters. Aiming at this problem, this paper studies several DC loop-current detecting and restraining methods. By digital adjustment with high precision on the DC components of reference sine wave, the DC components of inverter′s output voltage can be adjusted to restrain DC loop-current. Experimental results prove that the DC loop-current detecting and restraining methods have a good performance.
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。
