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国家自然科学基金(51077070)
国家自然科学基金(51077070) 作品数:21 被引量:527 H指数:12 相关作者: 谢少军 许津铭 秦岭 肖华锋 黄如海 更多>> 相关机构: 南京航空航天大学 盐城工学院 南通大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 江苏省科技支撑计划项目 江苏省普通高校研究生科研创新计划项目 更多>> 相关领域: 电气工程 电子电信 更多>>
基于比例谐振调节器的逆变器双环控制策略研究 被引量:73 2012年 逆变器采用比例谐振(PR)调节理论上能够实现无静差的输出电压。分析比较了数字实现的谐振控制器在两种离散方式下的特性,选择了脉冲不变法作为谐振控制器的离散方法。以单相全桥逆变器为研究对象,在离散域上详细设计了采用PR调节的双环数字控制策略;加入多个谐波谐振控制器减小非线性负载对输出电压的影响。分析比较了PR调节和PI调节两种策略下的输出外特性。理论分析和实验结果表明,采用该方案的逆变器具有优良的输出特性。 黄如海 谢少军关键词:逆变器 谐振控制器 数字控制 光伏电池与前置电容式电流型MPPT变换器的接口稳定性研究 被引量:11 2013年 从级联系统的角度,分析了前置电容式电流型MPPT变换器的光伏接口稳定条件以及控制器参数设计准则。本文首先提出电流源-负载级联系统的接口稳定性判据;分析了光伏电池小信号输出阻抗和接口电压反馈控制时前置电容Boost变换器的闭环输入阻抗;然后基于提出的稳定性判据,推导出该变换器的光伏接口电压闭环控制稳定的条件,并据此得出控制参数设计准则——在最低接口电压下设计前置电容式电流型变换器的控制参数,就能确保该变换器在整个工作电压范围内光伏接口稳定;最后设计并实现了150W样机实验验证了理论分析的正确性。 秦岭 谢少军 杨晨关键词:光伏并网系统 电流型变换器 最大功率点跟踪 级联系统 基于双d-q坐标系的并网逆变器控制策略 被引量:16 2011年 根据三相并网逆变器的数学模型分析了直接电流控制策略和间接电流控制策略的控制机理。忽略线路电阻时,在单位功率因数情况下,逆变器输出电压d轴分量总等于电网电压峰值,据这一特征提出对逆变器d轴电流分量id单闭环的间接电流控制策略。分析了新方法的并网功率因数受线路阻抗与电网电压检测精度的影响程度,并根据造成功率因数低的原因提出了一种在双d-q坐标下的并网控制策略,将不同的量设定在不同的坐标系中,但双坐标中所有的量仍满足平行四边形法则,实现了单位功率因数并网运行。仿真结果表明,所提控制策略具有良好的控制效果。 吴云亚 阚加荣 谢少军关键词:并网 逆变器 间接电流控制 直接电流控制 功率因数 中点箝位型光伏并网逆变器调制策略及效率对比 被引量:1 2014年 传统三电平中点箝位(Three-level neutral point clamped,3L-NPC)半桥逆变器在高压大功率条件下,由于开关器件损耗不均衡而使其容量受限,因此衍生了多种NPC型三电平半桥拓扑。为了优化选取NPC型拓扑及调制策略,对4种3L-NPC型拓扑(二极管NPC、有源式NPC、层叠式NPC及有源层叠式NPC)的调制策略及开关器件损耗分布进行了对比分析,并研制了一台5kW的NPC型统一实验平台,进行了效率测试。理论分析与实验结果表明:(1)根据零电平续流路径的配置不同,NPC型拓扑主要有4种调制策略;(2)选取合理的NPC型拓扑及调制策略,不仅可以均衡器件损耗,而且系统效率基本不变,为逆变器的扩容奠定了基础。 石祥花 谢少军关键词:逆变器 中点箝位 调制策略 损耗分布 LCL滤波器有源阻尼控制机制研究 被引量:155 2012年 有源阻尼技术是实现LCL滤波器谐振峰值抑制的有效方法,目前已经有多种有源阻尼方案被提出。但已有文献对有源阻尼方案进行分析时均未涉及有源阻尼的机理问题,未给出各方案提出的依据。该文深入分析有源阻尼技术,指出有源阻尼实质上是对系统谐振峰值附近对应的输出频率成分的反馈控制,当该反馈为负反馈时可以实现较好的抑制效果,且反馈深度越深,谐振峰值抑制效果越好。在此基础上,不仅解释了现有基于逆变器侧电感电流、滤波电容电流及其电压反馈控制的有源阻尼技术的本质,还得到了基于包括滤波电容、逆变器侧电感以及网侧电感在内的有源阻尼反馈环节的设计要求,并推演了LCL滤波并网系统中可行的有源阻尼控制方案。实验结果验证了理论分析的正确性。 许津铭 谢少军 肖华锋关键词:并网系统 LCL滤波器 有源阻尼 负反馈 变采样周期锁相环的分析与设计 被引量:8 2014年 现有文献对变采样周期锁相环(variable sampling period PLL,VSP_PLL)的原理分析尚不深入,且未给出其调节器设计方法。通过与传统的基于同步旋转坐标系锁相环(synchronous reference frame PLL,SRF_PLL)对比,明晰了VSP_PLL的控制机制,揭示了其内在联系。建立了VSP_PLL的离散域数学模型,分析了采用不同调节器的VSP_PLL环路特性,得出了调节器(包括其型式及参数)的优化设计方法。实验结果验证了所设计的VSP_PLL在电网电压出现谐波、不平衡、幅值及频率瞬变的情况下均可准确快速地锁相。 张晓蕊 许津铭 钱强 谢少军关键词:锁相环 三相不平衡 调节器设计 基于下垂锁相的逆变器并网控制策略研究 被引量:16 2011年 采用电网电压前馈的并网逆变器,其滤波电感的感值、电流控制器的参数会影响逆变器并网功率因数。在电网电压前馈电流型并网控制策略的基础上,提出基于下垂特性的新型锁相环(phase-locked loop,PLL)控制方法,采用电网电压和并网电流相位差为反馈量调节锁相环的输出,可以实现并网逆变器单位功率因数运行,并且可以实现逆变器的反孤岛运行。给出该方法的控制框图,分析工作原理和锁相环下垂系数的选取方法,仿真和实验结果验证了该方法在改善逆变器并网功率因数和反孤岛能力方面的正确性和有效性。 阚加荣 肖华锋 过亮 谢少军关键词:并网逆变器 锁相环 功率因数 太阳能电池的动态模型和动态特性 被引量:43 2013年 太阳能电池的动态模型和动态特性对研究光伏发电系统的稳定性至关重要。该文从硅太阳能电池的物理模型出发,求解出太阳能电池的稳态、动态特性解析表达式;就此得出计及引线电感的太阳能电池动态电路模型;推导出太阳能电池的动态电阻、结电容、小信号输出阻抗的精确表达式,并对不同光照、不同输出电压下的小信号输出阻抗进行仿真研究;最后构建了基于LED灯和超级电容的太阳能电池动态实验平台,对光照突变时太阳能电池的短路电流响应以及电压突变时太阳能电池的暗电流响应进行了实验验证,并给出了太阳能电池少数载流子寿命的简便测量方法。 秦岭 谢少军 杨晨 许津铭 王挺关键词:太阳能电池 动态模型 动态特性 少数载流子寿命 弱电网下LCL滤波并网逆变器自适应电流控制 被引量:87 2014年 由电网电压谐波以及电网阻抗变化等引起的电网不确定性严重影响LCL型并网逆变器的电流控制。电网电压比例前馈因实现方便且可有效地抑制电网谐波的作用而获得了广泛的关注,但少有文献探讨其在电网阻抗大幅变化即弱电网下的性能。该文分析表明,弱电网下该前馈补偿会大幅降低电流控制的稳定裕度。随着电网阻抗中感性成分的增大稳定裕度变差,最终导致不稳定。此外,低次谐波电流抑制也会失效。针对上述问题,提出一种基于电网阻抗估测的自适应控制方法,即时修正用于前馈补偿的电压以及调整调节器参数以保证较好的相位裕度或高带宽。对比分析以及实验研究表明提出的方案可有效地提高LCL滤波并网逆变器的电网适应性。 许津铭 谢少军 唐婷关键词:LCL滤波器 前馈补偿 三电平中点钳位变换器电容电压自平衡机理与均压控制策略 被引量:6 2014年 三电平中点钳位(3L-NPC)半桥拓扑输入端为电容串联结构,由于电路的非理想因素,存在电容电压不均衡问题。文中根据推导出的3L-NPC半桥等效电路,从时域角度详细分析了电容压差与电容电流的关系,表明3L-NPC具有自平衡特性,且其自平衡电流主要来自于负载电流的直流分量。基于此总结出2类均压控制策略:第1类,采用传统比例—积分或比例—谐振等调节器,加入特定变量反馈,以恢复3L-NPC自平衡特性;第2类,采用不破坏3L-NPC自平衡特性的调节器。根据第2类均压控制思想,提出了采用准谐振调节器的均压控制策略,可简化系统控制,降低系统成本。此外还给出了具备自平衡特性的双环控制方案,改善了系统的响应速度。仿真与实验结果证明了理论分析的正确性。 石祥花 许津铭 谢少军关键词:逆变器 均压控制