一、一种新型电压前馈PWM控制的研究（论文文献综述）
赵健程[1]（2021）在《电压源型并网变流器阻抗无源化方法的研究》文中研究指明随着我国“双碳”发展战略目标的提出,发展以新能源为主力的电力系统成为未来的发展趋势和共识。并网变流器是新能源发电系统中的核心单元,其在电网中渗透率的不断增高促使其运行稳定性问题成为研究热点。现有单并网变流器的稳定性分析和设计方法不能够满足复杂电网环境下多并网变流器系统稳定性分析的需求。相比而言,阻抗分析方法利用并网变流器端口外特性即可定量分析系统的稳定性,适用于复杂电网环境下多并网变流器系统的稳定性分析,得到了广泛研究。并网变流器的端口阻抗无源是系统稳定的一个充分条件,因此,本文以并网电压源型变流器（Voltage Source Converter,VSC）端口阻抗的无源化为研究目标,开展了基于无源滤波器参数设计、基于新型史密斯预估器延时补偿、基于龙伯格观测器有源阻尼和基于相位补偿带通滤波器电压前馈的VSC阻抗无源化方法的研究,主要研究内容和贡献如下:1.研究了电网侧电流控制的LCL型并网VSC等效导纳的无源性（因恒流控制的VSC可以等效为电流源并联导纳的形式,所以后文称端口阻抗为等效导纳）。根据VSC等效导纳的非无源区域同时受到VSC控制延时和LCL滤波器的抗谐振频率影响的特性,通过整定LCL滤波器的抗谐振频率,能够在保证VSC内部稳定的同时,使VSC的等效导纳在全频段无源。研究了多种基于无源阻尼的VSC阻抗无源化方法。证明了从无源性的角度设计无源阻尼,能够以很小的无源阻尼使得VSC的等效导纳在全频段无源,从而减少了无源阻尼的损耗。此外,对于Trap滤波的VSC,发现了其等效导纳存在两非无源的区域,其中的一个可以通过设计Trap滤波器的电容参数消除,另外一个则需要通过增加无源阻尼的方法消除。最后通过仿真验证了通过无源滤波器的参数设计方法能够使得网侧电流控制的VSC等效导纳在全频段无源。2.研究了变流器侧电流控制的LCL型VSC等效导纳的无源性,针对VSC等效导纳的非无源区域仅受VSC控制延时的影响的特性,提出了一种基于新型史密斯预估器的延时补偿方法,用于对VSC的控制延时进行补偿。经过研究发现,该方法不仅能够提高VSC基于相位裕度的内部稳定性,还可以大幅度地提高VSC基于无源性外部稳定性。最后通过仿真和实验验证了基于新型史密斯预估器延时补偿方法的有效性。3.针对电网侧和变流器侧电流控制的VSC,研究了基于龙伯格观测器的电容电流反馈有源阻尼方法,以省去传统电容电流反馈有源阻尼中的额外两个电容电流传感器。通过对比带单步预测和不带单步预测的龙伯格观测器对VSC等效导纳无源性的影响,发现了对于变流器侧电流控制的VSC,不带单步预测的观测器要优于带单步预测;反之,对于电网侧电流控制的VSC,带单步预测优于不带单步预测。此外,还证明了当LCL滤波器的抗谐振频率在一定的范围内时,所提出的方法可以完全替代传统的电容电流反馈有源阻尼使得VSC的等效导纳在全频段无源,从而省去了两个额外的电容电流传感器。最后通过实验验证了基于龙伯格观测器的电容电流反馈有源阻尼方法能够使VSC的等效导纳在全频段无源,增强了VSC对电网阻抗变化的鲁棒性。4.根据VSC电压电流采样位置的不同,建立了变流器侧电流和电网侧电流反馈,电容电压和电网电压前馈的四种不同类型VSC的统一阻抗模型。推导并归纳了不同电压电流采样的VSC等效导纳实部的统一代数表达式。分别研究了电压前馈和传统电容电流反馈有源阻尼对无源性的影响。对比了异步采样单位电压前馈对VSC等效导纳的无源性影响,提出了一种带相位补偿的带通滤波器,并研究了其基于无源性的参数整定方法。通过实验验证了相位补偿的带通滤波器及参数整定方法能够有效地增强VSC等效导纳的无源性。
宋桂智[2]（2021）在《单相级联H桥光伏并网逆变器功率平衡控制策略研究》文中进行了进一步梳理多电平逆变器拓扑结构及其控制技术的深入研究使其广泛用于高压大功率系统中。其中,级联H桥型多电平逆变器拓扑因具有高压大功率的变频能力、输出电压波形质量高、易于模块化等优点而备受青睐。特定谐波消去脉宽调制法（Pulse width modulation with specific harmonic elimination,SHEPWM）在开关频率较低的条件下使逆变器仍能输出高质量的波形,不仅有利于减少器件的损耗,提高的使用寿命,同时便于滤波器的设计。本文针对级联H桥型（Cascade H-bridge）在采用SHEPWM时和CHB型多电平逆变器应用在光伏并网逆变器中存在的功率平衡等相关问题进行深入的研究。本文主要研究内容如下:针对CHB型多电平逆变器在采用SHEPWM时存在各单元输出功率不平衡的问题,本文提出了基于基波幅值的等效拆分法的SHEPWM功率平衡控制策略。利用CHB逆变器输出相电压的冗余性,在逆变器每相输出1/4周期对称相电压波形和不改变器件开关频率的前提下,对进行傅里叶分析后输出相电压基波幅值方程拆分,控制各单元导通时间,从而实现逆变器功率平衡控制。本文提出的方法适用于所有由H桥级联的多电平拓扑,并通过I型和Ⅱ型CHB逆变器拓扑进行仿真以及实验验证。最后本文采用加权总谐波失真度衡量输出电压波形质量,研究表明在高调制度下,采用功率平衡策略时输出电压波形质量更高。针对CHB型光伏并网逆变器系统控制策略,本文采用电压电流双闭环控制。首先根据单相CHB型光伏并网逆变器的数学模型,明确了控制目标。然后针对电网扰动的情况,引入了电网前馈解耦控制,并且为了在电网波动的情况下仍能快速准确的跟踪电网相位,提出了基于二阶广义积分的锁频环（Frequency locked loop based on second order generalized integral,SOGI-FLL）的锁相技术。最后,搭建的仿真模型验证了提出方法的有效性。针对单相CHB型光伏并网逆变器平衡控制,提出了基于前馈比例载波控制的功率平衡控制策略,保证环境变化后逆变器仍能稳定运行。首先对单相CHB型光伏并网逆变器在功率不平衡状态运行进行理论分析,得出系统稳定运行条件。然后根据功率平衡方程提出了基于前馈比例载波的功率平衡控制策略,并对该策略控制原理进行理论分析。最后通过仿真验证了所提出的控制策略保系统不平衡状态下稳定运行。最后,结合控制策略及拓扑结构完成了以主电路和控制电路为主体的硬件电路设计,以及以主程序和中断服务程序为框架的软件程序的编写。在上述研究的基础之上,制作了一台以TMS320F28335为主控芯片的2KW样机,在该设备上进行了并网实验并得到了相关实验数据,从输出的波形图来看并网电流与电网电压同频同相,实现了功率因数并网,验证了系统设计的可行性与有效性。
张恒[3]（2021）在《一种提高电压传输比的新型超稀疏矩阵变换器研究》文中研究表明自矩阵变换器（Matrix Converter,MC）问世以来,因输入输出特性优良以及功率因数可调,备受研究学者关注。但因开关数目较多,换流控制较为复杂等缺点使其难以推广。超稀疏矩阵变换器（Ultra Sparse Matrix Converter,USMC）因开关数目较少,换流简便而具有极大研究价值。但仍受电压传输比限制,使其应用受限,因此有效提高USMC的电压传输比颇具研究意义,本文研究工作如下。首先,针对传统USMC电压传输比较低问题,提出了一种能提高电压传输比的新型USMC拓扑结构。具体实现方法为在传统USMC的直流环节增加Boost升压电路,通过提升USMC的中间直流电压,从而拓宽电压传输比范围。其次分别建立了大信号和小信号两种模式下的拓扑结构数学模型,阐述升压电路的工作原理,对电路元件参数进行优化设计,并推导出了新型USMC的电压传输比与升压电路占空比的关系。然后,针对整流级输出电压中的交流高频脉动量及升压电路的相移问题,提出了一种电压前馈闭环控制策略。将前馈与闭环结合的方式应用到直流母线电压控制中,通过前馈控制量可完全抵消直流电压波动对输出电压的影响,但在实际电路中,由于控制对象的输入和输出之间的相移,因此直流输出电压值将产生较大波动,故反馈控制的加入可对其进行有效控制。通过减少直流环节电压波动,改善了新型USMC的输出电能质量。在输出电压频率为50Hz及电压传输比为1.0时,相对于直流开环而言,直流闭环的新型USMC输出线电压畸变率减少了 37.73%。最后,在Matlab中搭建新型USMC仿真模型,设计仿真参数,分别在直流开环和闭环下进行仿真验证,表明直流闭环下的新型USMC在提高电压传输比的同时,输出电压波形质量明显提升,由此验证了直流闭环控制下的新型USMC这一拓扑结构的正确性和有效性。
王凯[4]（2021）在《多台并联电力电子变换器弱电网下稳定性分析与优化设计》文中研究说明作为风能和太阳能等分布式发电的接口单元以及为直流负载供电的电能转换接口,电力电子变换器在现代电力系统中渗透率越来越高,其对系统的稳定性影响越来越大。电力电子变换器的控制方法既有基于传统双闭环控制的电流型控制策略,也有基于下垂控制的电压型控制策略。本文以保证多台变换器并联运行时系统稳定性为研究目标,通过分析变换器在不同应用背景和控制策略下系统的稳定性,提出了相应的变换器控制系统核心参数设计方法以及提升系统稳定性的方法。具体研究内容包括采用传统电流闭环控制策略的多台变换器并入弱电网时控制系统核心参数设计方法、变换器作为电源和负载的级联系统功率传输极限及改善系统稳定性的方法、下垂控制变换器中虚拟感抗导致高频振荡的机理及其抑制方法和多台变换器并联组网运行时无功功率分配方法及其稳定性等方面。为保证弱电网中整流器直流电压控制闭环的稳定性,考虑感性电网阻抗影响,提出了一种基于稳定裕度的整流器直流电压控制器参数设计方法。首先,基于Routh判据设计了直流电压控制器比例增益,以使系统获得所需增益裕度。其次,提出了根据系统阻抗比传递函数奇异值设计电网电压前馈增益的方法,解决了系统相位裕度不足的问题。然后,研究了多台整流器并入弱电网时系统稳定裕度,发现了采用传统方法设计参数时系统相位裕度严重不足的问题,并分析了所提参数设计方法在多台整流器接入不同短路比弱电网时的适用性。为了方便工程使用并消除整流器数量对所设计目标参数的影响,提出了直流电压控制器比例增益的保守设计范围。最后,探讨了采用所设计参数时整流器直流电压在电网电压突变和直流负载突变时系统的动态响应,并验证了用于提升直流电压动态性能负载功率前馈算法用于弱电网中整流器的稳定性。为抑制弱电网中逆变器锁相环导致的谐波振荡,考虑感性电网阻抗的影响,提出了一种基于稳定裕度的逆变器控制系统核心参数设计方法。首先,建立了考虑电网电压前馈系数和锁相环影响的逆变器输出阻抗模型,并针对多台逆变器同时并网的场景,基于Routh判据设计了锁相环控制器比例增益,以保证系统具备所需增益裕度。其次,采用系统阻抗矩阵比的奇异值设计了最佳电网电压前馈增益,并验证了所设计参数在多台逆变器并网时的有效性。为了方便工程使用并消除逆变器数量对所设计锁相环控制参数的影响,通过采用所设计的电网电压前馈系数,提出了锁相环比例增益的保守设计方法。最后,针对逆变器在极弱电网中输出电流暂态过程的畸变问题,提出了一种虚拟容抗算法以改善暂态过程的电能质量,并通过与传统改善锁相环的方法对比,验证了所提方法的优越性。研究了与电压控制型变换器级联运行时逆变器锁相环和整流器直流电压闭环对系统稳定性的影响。首先,采用复转矩系数法发现了电压控制型变换器采用传统电压-电流双闭环控制策略时逆变器锁相环和整流器直流电压闭环会导致系统功率传输能力受到限制,并从理论上推导了该上限值。其次,基于阻抗分析法和Nyquist判据,验证了本文所推导功率传输上限值的正确性,并分析了系统内其他控制参数对该上限值的影响。最后,为了突破该级联系统最大功率传输的限制,综合考虑电压控制型变换器的故障限流能力,提出了一种电压控制型变换器改进电压控制方法,并验证了所提改进控制方法在增强级联系统稳定性以及提升系统功率传输能力时的有效性。研究了虚拟感抗对LCL滤波下垂控制型变换器高频稳定性的影响。首先,研究了虚拟感抗在改善下垂控制型变换器输出功率暂态响应的应用以及限制故障电流以增强系统故障穿越能力的应用,发现了虚拟感抗和LCL滤波器之间的相互作用会引起系统高频振荡。然后,建立了包含LCL滤波器、虚拟感抗和电压控制器的下垂控制型变换器的数学模型,并基于所建立模型研究了以LCL滤波器网侧电流或逆变器侧电流作为虚拟感抗电流反馈时系统稳定性简化分析方法,揭示了虚拟感抗导致系统高频振荡的机理,指出了虚拟感抗使用这两个电流反馈时系统稳定性是不同的。最后,发现了虚拟感抗数值须在一定范围内时系统稳定性方可不受到影响。为此,推导了虚拟感抗参数取值的可行范围,并从仿真和实验结果验证了所推导虚拟感抗范围的正确性。研究了多台下垂控制型变换器组网运行时无功功率均分方法及其稳定性。首先,分析了传统组网结构中下垂控制的功率均分问题,指出了线路阻抗变化和本地负载变化均可导致无功功率不均分。其次,为了实现变换器间无功功率均分,并避免采用复杂的控制算法和通信线,通过将系统内变换器分为能量路由器和能量服务器的方法,提出了一种变换器组网结构以及相应的功率分配策略。针对能量路由器和能量服务器分别设计了功率控制策略,并研究了相应控制器参数对系统稳定性的影响。最后,通过仿真和实验验证了不同工况下所提变换器组网结构以及控制策略的可靠性。本论文有图134幅,表12个,参考文献210篇。
徐俊华[5]（2021）在《分数阶PWM整流器与逆变器的建模、分析与控制》文中认为分数阶微积分的发展,为控制系统的拓扑构建、数学建模、工作特性分析与控制器设计开辟了新的途径和提供了新的方法。电力电子变换器在现代电能的生产、传输、使用等各个环节发挥着越来越重要的作用。电感和电容是电力电子变换器中的关键元器件,主要用于电能存储和滤波,它们的特性会对电力电子变换器的动、静态性能产生决定性的影响。传统的电力电子变换器的建模、分析与控制都是基于整数阶电感和整数阶电容的,然而,近年来越来越多的研究表明电感和电容本质上是分数阶的,而且不断有学者提出指定阶次的分数阶电感和分数阶电容的设计、制造方法。电感和电容的分数阶化,使电力电子变换器在拓扑构建、数学建模、工作特性分析以及控制器设计等研究方面发生了变革,形成了新的发展方向。目前关于分数阶电力电子变换器的研究主要集中在DC/DC变换器,而对于涉及交流电的AC/DC变换器和DC/AC变换器的研究尚处于起步阶段,还有很多理论和应用问题需要解决。在此背景下,本文将分数阶电感和分数阶电容引入传统电压型PWM整流器（voltage source PWM rectifier,VSR）和电压型PWM逆变器（voltage source PWM inverter,VSI）,构建分数阶VSR（fractional-order VSR,FOVSR）和分数阶VSI（fractional-order VSI,FOVSI）的主电路,并进一步研究它们的建模、分析与控制问题。首先,研究了单相FOVSR的建模、分析与控制问题。借助Caputo型分数阶微积分这一强有力工具,建立了单相FOVSR的开关函数模型,并将整数阶交流系统的旋转坐标变换扩展到分数阶交流系统,通过构建虚拟变量建立了单相FOVSR的同步旋转坐标系（简称dq坐标系）模型。在此基础上,将整数阶系统的相量法推广应用于分析FOVSR的交流侧正弦稳态关系,总结出了FOVSR的四象限运行向量图,并推导出了瞬时功率和直流电压的二次纹波分量的表达式,分析了PWM脉冲引起的交流侧和直流侧高频脉动分别随分数阶电感阶次和分数阶电容阶次变化的情况。为了控制单相FOVSR的稳定运行,提出了单相FOVSR的瞬态电流PIλ控制器和dq坐标系下的双闭环前馈解耦PIλ控制器,并引入差分进化算法对分数阶控制器进行优化设计。数字仿真验证了理论推导的正确性和控制器设计的有效性。随后,研究了三相FOVSR的建模、分析与控制问题。在建立三相FOVSR的三相静止坐标系（简称abc坐标系）模型的基础上,实现了三相分数阶交流系统的abc坐标系到两相静止坐标系（简称DQ坐标系）、DQ坐标系到dq坐标系的坐标变换,首次建立了三相FOVSR的DQ坐标系模型和dq坐标系模型,并给出了它们的结构框图。为了实现有功和无功的独立调节,提出了dq坐标系下三相FOVSR的双闭环前馈解耦PIλ控制方法。数字仿真验证了双闭环前馈解耦PIλ控制的有效性,同时表明PIλ控制可以实现比PI控制更优的控制效果。接着,研究了单相FOVSI的建模、分析与控制问题。针对交流侧采用分数阶LCL（fractional-order LCL,FOLCL）滤波器的单相FOVSI,先后建立了静止坐标系模型和dq坐标系模型。同时系统地研究了FOLCL滤波器的频率特性,推导了FOLCL滤波器产生谐振的条件以及谐振频率和对数幅频特性渐近线斜率的计算公式,分析了相位交界频率与增益交界频率的变化规律,发现了FOLCL滤波器的五个重要的工作性质,其中的“谐振性质”揭示了FOLCL滤波器存在谐振的充要条件是分数阶电感阶次与分数阶电容阶次之和等于2,这为有效地避开FOLCL滤波器的谐振点提供了理论依据。对于有谐振尖峰的单相FOVSI,提出了有电容电流反馈的瞬态电流PIλ控制;而针对无谐振尖峰的单相FOVSI,提出了无电容电流反馈的瞬态电流PIλ控制,简化了控制器结构。为了消除电网背景谐波对并网逆变器的影响,还推导了单相FOVSI的分数阶电网电压前馈辅助控制策略。数字仿真验证了理论推导的正确性和控制器设计的有效性。最后,研究了三相FOVSI的建模、分析与控制问题。先后建立了三相FOVSI的abc坐标系模型、DQ坐标系模型和dq坐标系模型,并在此基础上提出了三相FOVSI的DQ坐标系PIλ控制器和dq坐标系PIλ控制器,前者控制结构相对简单,但有功和无功存在稳态误差;后者控制结构相对复杂,但可以实现对有功和无功的直接控制,基本消除有功和无功的稳态误差。此外,通过数字仿真发现并网电流PIλ控制在给定值跟踪精度、谐波占比、有功和无功调节等性能指标方面均优于PI控制。总体而言,本文将VSR和VSI的电路、建模、分析以及控制从整数阶扩展到分数阶,拓展了VSR和VSI的概念和范畴,形成了“分数阶对象+分数阶控制”的全分数阶AC/DC和DC/AC电力电子变换器架构。特别是成功的将旋转坐标变换从整数阶交流系统扩展到分数阶交流系统,为电气工程领域的分数阶建模开辟了新的方法。相比于传统的VSR和VSI,由于分数阶阶次的引入,FOVSR和FOVSI具有更灵活、丰富的运行特性,而通过合理的选择电感阶次和电容阶次,可以设计出性能更优良的FOVSR和FOVSI。
龚豪[6]（2021）在《基于微电网下增益调度自适应的并网逆变器控制策略研究》文中进行了进一步梳理在当今全球传统化石燃料日益减少、环境压力日益增加的背景下,世界各国开始积极发展清洁、安全、高效、可持续的现代能源,能开发利用风能、太阳能等清洁能源的微电网技术成为了发展可再生能源的主要手段之一。与传统的大电网不同,微电网是一个弱电网,电网侧的阻抗不容忽略且会发生变动,变化的微电网阻抗会导致系统原有的控制策略失效,并网逆变器的鲁棒性降低,在电网谐波的影响下并网电流会发生畸变,从而导致系统失去稳定,无法保证良好的电能质量。相较于大电网中逆变器采用电压比例前馈抑制电网电压谐波,微电网阻抗的影响会使该策略的控制效果下降,阻抗变化过大时会致使逆变器系统不再稳定。研究微电网下逆变器的控制策略成了当下的热点。为了提高逆变器的鲁棒性保证系统输出高质量的电能,以单相LCL型并网逆变器作为研究对象,电路采用电容电流内环加电网电流外环的双闭环控制,抑制LCL滤波器的谐振尖峰并保证输出电流的相位与电网电压相位同步。针对微电网下传统电压比例前馈降低系统稳定性的问题,对传统电网电压比例前馈进行改进,即在比例前馈通道上加入一个基于阻抗识别的积分环节,一定程度上提高系统的相位裕度保证了系统的稳定性。当电网阻抗变化过大时,固定的控制器参数下单一改进电压比例前馈并不足以使系统达到期望的运行状态,随后采用增益调度自适应控制根据此刻的电网阻抗动态地调节控制器参数,保证系统具有良好的相位裕度,提高了逆变器的鲁棒性。之后搭建仿真模型在Matlab/Simulink中进行仿真实验,仿真结果证实了方案的可行性。最后从硬件和软件两个部分设计并搭建输出功率为2k W的单相并网逆变器实验平台,对增益调度自适应控制下的逆变器做满载/半载切换实验,进一步验证该控制策略的有效性。
闫成章[7]（2021）在《电力机车碳化硅谐振直流变换器控制与保护研究》文中研究指明近年来我国轨道交通飞速发展,电力机车辅助供电系统作为重要设备得到广泛研究。为满足电力机车辅助供电系统的高频化、小型化、高功率密度的发展需求,本文提出一种基于碳化硅器件的谐振开关电容变换器（resonant switched capacitor converter,RSCC）应用于辅助变流器直流环节,从而实现高效率电压转换。谐振开关电容变换器通过串联谐振腔传递能量,实现输入和输出之间的能量传递。本文首先分析了RSCC开环控制的基本原理,并针对电力机车运行过程中复杂工况造成的输入输出电压波动问题,对比研究了脉宽调制（pulse width modulation,PWM）控制和移相控制下的RSCC输出特性。然后着重分析了移相控制下RSCC的软开关实现原理和负载条件,并为解决RSCC软开关负载范围小的问题,提出一种频率优化控制策略,实现宽负载范围的效率提升。此外对电压调节后的谐振特性展开具体分析,并通过优化控制改善不同运行工况下的谐振特性。本文还采用了一种前馈控制策略,以改善RSCC的动态特性。电力机车辅助供电系统的保护设计是其稳定运行的关键,本文主要对RSCC的软起动、故障保护展开研究。首先分析了RSCC的软起动电流应力,并采用一种三段式软起动控制策略降低启动应力。然后分析了故障阻断策略的可行性以及数字延时的影响。重点研究和对比了不同短路保护控制策略下的输出特性,并提出一种短路综合控制以实现短路保护的快速过渡。为实现额定功率测试,本文采用一种级联能馈RSCC系统（cascaded RSCC system with energy feedback,CREF）。陪试的RSCC样机采用电压闭环控制实现测试电压的提升和调节,而被测的RSCC样机采用电流闭环控制调节级联系统的功率。CREF系统能够实现被测样机在额定电压和额定功率下的测试,同时实现能量回馈和更节能的大功率测试条件。最后,分别搭建仿真和实验平台对上述控制策略和保护策略的正确性和可行性展开验证。
付有良[8]（2021）在《直流充电系统三电平PWM整流器有限时间控制研究》文中认为大力发展新能源汽车是解决全球能源危机和遏制环境恶化的有效途径。直流充电系统为新能源汽车的发展提供了重要基础支撑,是实现新能源汽车产业化和推广普及的关键条件,对新能源汽车产业发展具有重大影响。三电平PWM整流器是实现电网和负载之间能量转换的重要电力电子变换器,具有成本低、效率高、功率密度高等优势,其良好的运行特性能够提高设备性能,改善电能质量,在直流充电、风力发电、轨道交通等领域得到了广泛的应用。在实际应用中,PWM整流器的输入侧和输出侧均需具有较高的性能要求。传统直流充电系统经常采用Vienna整流器实现AC-DC变换,但Vienna整流器不仅存在固有的输入电流过零点畸变、输出电压范围受限等问题,而且只能实现电能单向传送,无法满足车（电）网互联背景下能量双向传输的需求;具有双向传输能力的T型三电平整流器则能有效解决这一问题,但是三电平拓扑固有的中点电压偏差和中点电位振荡、抗干扰性相对较弱等问题尚未彻底解决;为了满足直流充电系统大功率输出需求,往往采用模块化并联PWM整流器系统,然而并联系统产生的零序环流导致输出波形畸变,进而增加了系统的损耗,降低了系统的工作效率。上述问题严重制约着直流充电系统的产业化推广应用。为此,本文以三相三电平PWM整流器为研究对象,通过引入有限时间稳定性理论,对三电平Vienna整流器输入电流过零点畸变、T型三电平整流器中点电位控制和模块化并联三电平整流器零序环流（Zero-Sequence Circulating Current,ZSCC）抑制等三个方面的问题展开了研究。本文的研究内容及创新点概述如下:针对具有非线性扰动的变时滞切换系统,通过严格理论证明得到了若干有限时间稳定性判据。首先,分析了有限时间稳定性的定义及多Lyapunov函数方法在解决切换系统稳定性问题中的作用;然后,构造多Lyapunov函数,并借助线性矩阵不等式和平均驻留时间理论得到了有限时间稳定性判据。切换过程广泛存在于电力电子电路中,有限时间控制理论的研究是本文后续各研究内容的重要理论基础。针对三电平Vienna整流器固有的输入电流过零点畸变问题,本文创新性地提出了一种基于有限时间控制器和无功补偿的混合控制策略。首先,深入分析了Vienna整流器输入电流过零点畸变产生的原因;其次,利用滞后无功补偿策略对功率因数角进行跟踪,得到了无功补偿计算公式;最后,为了改善三相输入电流的动态性能,分别对电流内环d-q轴动态系统设计有限时间控制器。仿真和实验结果表明:该混合策略可有效解决Vienna整流器输入电流过零点畸变问题,在高调制比的工况下,与已有的零序分量注入法相比,该方法具有更明显的优势。因此,该方法大大拓宽了 Vienna整流器输出电压范围。针对T型三电平整流器直流侧中点电位不平衡和振荡的固有问题,本文提出了一种有限时间控制方法。首先,深入分析了 T型三电平整流器中点电位不平衡和振荡产生的原因;其次,建立了中点电压动态方程;最后,设计了有限时间控制器并进行了严格的理论证明。仿真和实验结果表明:提出方法有效地解决了 T型三电平整流器直流侧中点电位不平衡和振荡问题,并且具有良好的稳态和暂态性能。针对T型三电平整流器并联引起的ZSCC问题,本文创新性地提出了一种有限时间加前馈的混合控制策略。首先,深入分析了ZSCC产生的原因,并建立了T型三电平整流器并联系统ZSCC的广义模型;其次,研究了系统参数摄动的稳定性,并设计了有限时间加前馈的控制器。与传统的有限时间控制器和PI控制器相比,该控制策略在不增加硬件成本的前提下,可以获得更好的ZSCC抑制性能和更强的抗干扰性。仿真和实验结果验证了提出方法的有效性。综上所述,本文以有限时间控制理论为基础,在对具有非线性扰动的变时滞切换系统进行了稳定性分析的基础上,结合有限时间控制方法,设计控制器,分别解决了Vienna整流器固有的输入电流过零点畸变、T型三电平整流器中点振荡以及模块化并联T型三电平整流器所产生的ZSCC问题,提升了直流充电系统的性能,增强了系统的鲁棒性和可靠性。
张维轩[9]（2021）在《三相三电平可逆PWM变换器控制方法研究》文中指出传统的电力电子整流器主要采用二极管不控整流或晶闸管相控整流技术,这些整流器使大量谐波和无功功率注入了电网,造成了电网的“污染”,这不符合如今绿色节能的环保要求。在电机控制领域,变频器是目前使用最多的电机控制器,变频器通常具有交-直-交的电力变换结构,前级多采用整流装置对电网交流电实现整流,但在电机制动过程中,传统整流装置不能实现能量的可逆反馈,因此会造成大量电能的损失。PWM变换器因具有网侧高功率因数、低谐波畸变率以及能量可逆双向流动等特点,可有效地解决电网“污染”和能量损失的问题。因此,近年来PWM变换器在电机控制领域已成为研究的热点。本文以可逆三相三电平PWM变换器为研究对象,采用了二极管中点钳位型的主电路拓扑,通过开关函数与直流侧输出电平的关系,首先在三相静止abc坐标系中对PWM变换器进行了数学建模,再对该模型进行坐标变换,先后将其转换到两相静止αβ坐标系和同步旋转dq坐标系中,并建立了相应坐标系的等效电路模型。在同步旋转dq坐标系下,研究了 PWM变换器传统的双闭环控制方法,采用电流解耦实现了 dq轴方程的独立控制,分析了电流内环和电压外环的设计方法并计算了闭环控制器参数。论文研究了 PWM变换器电压外环的单模糊PI控制方法,在此基础上,针对传统单模糊PI控制器不能适应宽交流、宽直流电压的应用工况,本文提出了一种电压外环的双模糊PI控制器,将传统电压外环的单模糊PI控制器作为主模糊控制器,设计了一种基于交流侧电压变化量和直流侧给定电压变化量作为输入的子模糊控制器,该控制器的输出量是电压外环PI参数的一组辅助修正量,子模糊控制器与主模糊控制器共同构成了双模糊控制器,电压外环PI控制器参数最终的修正量是主模糊控制器输出的PI参数修正量与子模糊控制器输出的辅助PI参数修正量之和。论文给出了双模糊控制器的设计方法,并通过PSIM仿真软件,先后对比验证了电压外环传统PI控制器、传统单模糊PI控制器和本文所提出的双模糊PI控制器在宽电压范围内的动静态特性,结果证实了 PWM变换器电压外环使用双模糊PI控制器在宽交流和直流侧电压的工况下,能够获得更优越的动静态性能。论文针对交流侧低次电流谐波的抑制提出了一种基于谐振控制器的谐波检测和谐波补偿一体化的实现方法,给出了谐振控制器离散化的数字设计方法,并计算出特定谐波频率下谐振控制器的系数。采用了并联式谐振控制器结构,通过对基波旋转坐标系下的6次、12次、18次谐波的提取和补偿,实现了 5次、7次、11次、13次、17次和19次等低次奇次谐波的补偿,并通过PSIM仿真验证了谐波补偿的有效性。电网电压不平衡时,会在PWM变换器直流侧产生电压的二次谐波,同时网侧电流低次谐波变大,电压不平衡严重时会影响到PWM变换器的工作性能。为此,本文研究了电网电压不平衡下电压正负序前馈的补偿方法,通过一种全通滤波器,实现了电网电压的正负序分量的分解,并在前向通道中实现了电网电压正负序分量的前馈。论文给出了电网电压正序分量锁相和电压前馈的软件设计方法,并通过PSIM仿真验证了电网电压正负序前馈策略对直流侧电压二次谐波和交流侧电流低次谐波抑制的有效性。论文研制了一台可逆三相三电平NPC-I型PWM变换器样机,给出了主要储能器件和功率开关器件的设计和选型方法。针对直流侧可靠性的要求,研究了 PWM变换器直流侧绝缘电阻的检测方法。最后通过实验验证了本文所研究的PWM变换器控制方法和设计的正确性。
杨巧玉[10]（2021）在《面向无源性增强的直驱风电并网变流器的控制策略研究》文中研究指明风能作为发展速度最快、技术最为成熟、开发规模最大的可再生能源,在新型能源的开发和利用中扮演着越来越重要的角色。在各种风力发电系统中,永磁直驱式风力发电系统因其运行效率高等独特优势,成为当今风电行业的发展主流。直驱风力发电通过变流器并网,但变流器控制环节、与电网的交互作用等都可能会导致整个系统失稳。其中,变流器输出阻抗与电网阻抗不匹配导致系统处于不稳定状态的问题变得越来越突出,并网变流器的稳定性研究成为风力发电领域的一个热点。本文将直驱风力发电并网系统作为研究对象,以增强并网系统阻抗无源性为目标,主要完成以下工作:首先介绍了直驱风力发电系统的结构与和发电原理,给出了直驱式永磁同步电机（Direct-drive permanent magnet synchronous wind power generation system,PMSG）的数学模型、全功率风电变流器数学模型及其机侧和网侧控制结构,为后文进行控制系统参数设计、稳定性分析奠定基础。接着采用小信号建模方法建立了电流、直流电压双闭环控制模式下的风电并网变流器的阻抗模型,为后文进行阻抗稳定性分析和无源性优化奠定了模型基础。然后采用传统的控制器参数设计方法分别设计了机侧、网侧变流器的调节器参数,搭建仿真模型验证了参数设计的正确性。接着利用阻抗稳定性判据和无源性理论对直驱风力发电并网系统进行了阻抗稳定性分析,指出传统控制器参数设计方法没有考虑变流器与电网之间的阻抗交互特性,导致在理想电网条件下能够安全稳定运行的变流器,运行在高等值电抗的弱电网环境中或多台电力电子装置并联时相互耦合引发谐波共振问题,损害系统的稳定性和鲁棒性。最后,利用阻抗模型和无源性理论分别分析了各控制参数:电流内环比例系数(kpac)、电流内环积分系数(kiac)、直流电压外环比例系数(kpdc)、直流电压外环积分系数(kidc)对并网变流系统稳定性的影响,指出kpac减小会降低系统在50Hz以下及1666Hz以上的频率范围内发生不稳定现象的风险;而kiac、kpdc、kidc对变流器与电网的交互稳定性影响较小,弥补了传统控制器参数设计的不足,为并网变流器控制参数整定提供了参考。为了增强系统无源性,采用PCC点电压前馈补偿策略,分析了前馈补偿对变流器阻抗模型的影响。
二、一种新型电压前馈PWM控制的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种新型电压前馈PWM控制的研究（论文提纲范文）
（1）电压源型并网变流器阻抗无源化方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 并网VSC建模及稳定性分析方法的研究现状 |
| 1.2.1 s域模型及其稳定性方法 |
| 1.2.2 阻抗模型及其稳定性分析方法 |
| 1.3 并网VSC阻抗无源化方法的研究现状 |
| 1.3.1 无源的方法 |
| 1.3.2 有源的方法 |
| 1.3.2.1 电容电流反馈有源阻尼 |
| 1.3.2.2 无传感器有源阻尼 |
| 1.3.2.3 其它有源的方法 |
| 1.4 本文的主要贡献与创新 |
| 1.5 本文的结构安排 |
| 第二章 并网VSC阻抗建模及稳定性分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 功率回路建模 |
| 2.2.1 VSC功率模块 |
| 2.2.2 电网的阻抗模型 |
| 2.2.3 LCL滤波器的统一阻抗模型 |
| 2.3 并网VSC的统一阻抗模型 |
| 2.3.1 基于采样位置分割的VSC统一阻抗模型 |
| 2.3.2 基于PoC分割的VSC统一阻抗模型 |
| 2.4 并网VSC的稳定性分析方法 |
| 2.4.1 VSC的内部稳定性和外部稳定性 |
| 2.4.2 基于阻抗的外部稳定性分析方法 |
| 2.5 实验验证平台 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于无源滤波器参数设计的VSC阻抗无源化方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电网侧电流反馈和电网侧电压前馈型VSC的阻抗模型 |
| 3.2.1 多种无源滤波器的统一阻抗模型 |
| 3.2.2 VSC的统一阻抗模型 |
| 3.3 VSC阻抗无源化的滤波器参数设计 |
| 3.3.1 LCL型 VSC等效导纳的无源性 |
| 3.3.2 Trap型 VSC等效导纳的无源性 |
| 3.4 VSC阻抗无源化的无源阻尼设计 |
| 3.4.1 LCL滤波器电容支路串电阻无源阻尼 |
| 3.4.2 LCL滤波器电容支路并联电阻电容无源阻尼 |
| 3.4.3 Trap滤波器电容支路串联电阻无源阻尼 |
| 3.5 仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于新型史密斯预估器延时补偿的VSC阻抗无源化方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于史密斯预估器延时补偿VSC的dq域阻抗模型 |
| 4.3 新型史密斯预估器的设计 |
| 4.4 稳定性分析 |
| 4.4.1 VSC的内部稳定性分析 |
| 4.4.2 VSC的外部稳定性分析 |
| 4.5 仿真和实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于龙伯格观测器有源阻尼的VSC阻抗无源化方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于龙伯格观测器有源阻尼VSC的αβ域统一阻抗模型 |
| 5.2.1 基于状态空间的αβ域LCL滤波器统一阻抗模型 |
| 5.2.2 龙伯格观测器的阻抗模型 |
| 5.2.3 基于采样位置分割的VSC统一阻抗模型 |
| 5.2.4 基于Po C分割的VSC统一阻抗模型 |
| 5.3 控制器参数设计和稳定性分析 |
| 5.3.1 电流控制器和有源阻尼的设计 |
| 5.3.2 VSC的内部稳定性 |
| 5.3.3 忽略前馈时VSC等效导纳的无源性 |
| 5.3.4 考虑前馈时VSC等效导纳的无源性 |
| 5.3.5 LCL滤波器参数变化对无源性的影响 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于电压前馈相位补偿带通滤波器的VSC阻抗无源化方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 不同电压电流采样位置VSC系统配置 |
| 6.3 VSC等效导纳实部的表达式及无源性分析 |
| 6.3.1 VSC等效导纳实部的表达式 |
| 6.3.2 VSC等效导纳实部分析 |
| 6.4 基于无源性的电压前馈设计 |
| 6.4.1 单位电压前馈 |
| 6.4.2 相位补偿的带通前馈滤波器 |
| 6.5 实验验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）单相级联H桥光伏并网逆变器功率平衡控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 传统的电压源型多电平逆变器拓扑 |
| 1.2.1 中性点箝位型多电平逆变器 |
| 1.2.2 飞跨电容型多电平逆变器 |
| 1.2.3 级联H桥型多电平逆变器 |
| 1.2.4 混合多电平逆变器 |
| 1.3 级联H桥多电平逆变器的调制策略 |
| 1.3.1 非载波调制 |
| 1.3.2 载波调制 |
| 1.3.3 混合调制 |
| 1.4 单相CHB型光伏并网逆变器研究现状 |
| 1.4.1 独立的MPPT控制研究 |
| 1.4.2 并网电流控制策略研究 |
| 1.4.3 并网锁相环研究 |
| 1.4.4 功率平衡控制策略研究 |
| 1.5 本论文研究的主要内容和重点 |
| 第二章 CHB型多电平逆变器改进SHEPWM技术 |
| 2.1 CHB型逆变器拓扑结构及SHEPWM调制原理 |
| 2.1.1 CHB型逆变器拓扑工作原理 |
| 2.1.2 CHB型逆变器SHEPWM调制原理 |
| 2.2 单相I型五电平逆变器分段SHEPWM功率平衡技术 |
| 2.2.1 CHB五电平逆变器SHEPWM消谐模型 |
| 2.2.2 单相CHB五电平逆变器SHEPWM功率平衡控制策略 |
| 2.2.3 仿真结果及分析 |
| 2.2.4 实验结果及分析 |
| 2.3 单相Ⅱ型十五电平逆变器分段SHEPWM功率平衡技术 |
| 2.3.1 CHB十五电平逆变器SHEPWM消谐模型 |
| 2.3.2 CHB十五电平逆变器SHEPWM功率平衡控制策略 |
| 2.3.3 仿真结果及分析 |
| 2.3.4 实验结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 单相CHB型光伏并网逆变器数学模型与系统控制 |
| 3.1 单相CHB型光伏并网逆变器的数学模型 |
| 3.1.1 单相CHB型光伏并网逆变器结构 |
| 3.1.2 单相CHB型光伏并网逆变器数学模型 |
| 3.1.3 单相CHB型光伏并网逆变器系统控制 |
| 3.2 独立的MPPT控制 |
| 3.3 改进的电网电压前馈的双闭环控制策略 |
| 3.3.1 电网电压前馈解耦的电流内环的设计 |
| 3.3.2 电压外环的设计 |
| 3.4 基于二阶广义积分锁频环 |
| 3.5 仿真及结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于前馈比例载波的单相CHB型光伏并网逆变器功率平衡控制 |
| 4.1 单相CHB型光伏并网逆变器功率不均衡分析 |
| 4.2 基于前馈比例载波的功率平衡控制原理 |
| 4.2.1 单相CHB型光伏并网逆变器控制策略 |
| 4.2.2 基于前馈比例载波的控制策略 |
| 4.3 仿真结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 单相CHB型光伏并网逆变器实验验证 |
| 5.1 系统硬件电路设计 |
| 5.1.1 主电路设计 |
| 5.1.2 驱动电路设计 |
| 5.1.3 采样电路设计 |
| 5.2 系统软件设计 |
| 5.2.1 主程序设计 |
| 5.2.2 AD采样子程序 |
| 5.2.3 SPWM信号子程序 |
| 5.2.4 中断保护子程序 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）一种提高电压传输比的新型超稀疏矩阵变换器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 MC的国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3 提高MC电压传输比的研究综述 |
| 1.3.1 拓扑结构的创新研究 |
| 1.3.2 调制策略的改进研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 新型USMC拓扑结构及参数设计 |
| 2.1 传统MC拓扑结构分析 |
| 2.1.1 等效拓扑结构 |
| 2.1.2 等效拓扑结构数学建模 |
| 2.2 新型USMC的拓扑结构分析 |
| 2.2.1 新型USMC的拓扑结构 |
| 2.2.2 新型USMC的数学建模 |
| 2.3 直流环节升压电路工作原理及参数设计 |
| 2.3.1 升压电路工作原理 |
| 2.3.2 升压电路参数设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 新型USMC控制策略及输出特性分析 |
| 3.1 新型USMC的调制策略 |
| 3.1.1 整流级双有效矢量合成调制策略 |
| 3.1.2 逆变级双有效矢量和零矢量的合成调制策略 |
| 3.2 直流母线电压前馈闭环控制 |
| 3.2.1 新型USMC直流母线电压前馈控制 |
| 3.2.2 新型USMC直流母线电压反馈控制 |
| 3.3 新型USMC输出特性分析 |
| 3.3.1 新型USMC输出功率因数范围分析 |
| 3.3.2 新型USMC电压传输比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 新型USMC的仿真与分析 |
| 4.1 仿真模型的搭建 |
| 4.2 工频输出特性下仿真分析 |
| 4.3 不同输出特性下仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 |
| 致谢 |
（4）多台并联电力电子变换器弱电网下稳定性分析与优化设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 电力电子变换器系统振荡研究现状 |
| 1.3 电力电子变换器系统振荡分析方法 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 弱电网下基于稳定裕度的整流器直流电压控制器关键参数设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 VSR的模型和控制 |
| 2.3 弱电网中VSR的d轴阻抗模型应用与验证 |
| 2.4 稳定裕度主导的弱电网中VSR直流电压控制器参数设计 |
| 2.5 弱电网中接入多台VSR时直流电压控制器的设计和稳定性 |
| 2.6 采用所设计参数时VSR抗扰性能分析 |
| 2.7 仿真和实验结果 |
| 2.8 本章小节 |
| 3 弱电网下考虑PLL影响时基于稳定裕度的逆变器参数设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 GCI模型与控制 |
| 3.3 基于稳定裕度的GCI控制系统参数设计 |
| 3.4 仿真与实验结果 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 变换器级联系统稳定性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 考虑PLL影响的VVSI-CVSI级联系统稳定性 |
| 4.3 考虑DC电压闭环影响的VVSI-CVSR级联系统稳定性 |
| 4.4 提升稳定性的VVSI电压控制方法 |
| 4.5 仿真与实验结果 |
| 4.6 本章小节 |
| 5 虚拟感抗对下垂控制型并网逆变器高频稳定性影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 LCL滤波DGCI的建模与控制 |
| 5.3 包含虚拟感抗的DGCI输出电压控制闭环模型简化 |
| 5.4 以逆变器侧电流为虚拟感抗反馈时DGCI的稳定性 |
| 5.5 以网侧电流为虚拟感抗反馈的DGCI的稳定性 |
| 5.6 讨论 |
| 5.7 仿真与实验结果 |
| 5.8 本章小节 |
| 6 一种新型微电网结构及其功率分配稳定性分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 传统微电网结构与下垂控制方法 |
| 6.3 一种新型的微电网结构 |
| 6.4 新型微电网功率控制方法 |
| 6.5 新型微电网的稳定性分析 |
| 6.6 仿真与实验结果 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论和展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）分数阶PWM整流器与逆变器的建模、分析与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 分数阶电感和分数阶电容的研究现状 |
| 1.2.2 分数阶控制的研究与应用现状 |
| 1.2.3 分数阶电力电子系统建模与控制研究现状 |
| 1.2.4 研究现状小结 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 分数阶微积分与分数阶控制系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分数阶微积分基础理论 |
| 2.2.1 特殊函数 |
| 2.2.2 分数阶微积分的定义 |
| 2.2.3 分数阶算子的实现方法 |
| 2.3 分数阶控制系统 |
| 2.3.1 分数阶控制系统描述 |
| 2.3.2 分数阶系统的稳定性分析 |
| 2.3.3 分数阶控制器 |
| 2.3.4 分数阶控制器设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 单相分数阶PWM整流器的建模、分析与控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单相FOVSR的主电路与数学模型 |
| 3.2.1 单相FOVSR的主电路与静止坐标系模型 |
| 3.2.2 单相FOVSR的同步旋转坐标系模型 |
| 3.3 单相FOVSR的工作特性分析 |
| 3.3.1 单相FOVSR的交流侧稳态特性 |
| 3.3.2 单相FOVSR瞬时功率与二次纹波 |
| 3.3.3 单相FOVSR交流侧的PWM工作波形分析 |
| 3.3.4 单相FOVSR直流侧的PWM工作波形分析 |
| 3.4 单相FOVSR的瞬态电流控制与仿真 |
| 3.4.1 单相FOVSR的瞬态电流控制方法 |
| 3.4.2 基于差分进化算法的分数阶控制器设计 |
| 3.4.3 仿真实验与波形分析 |
| 3.5 同步旋转坐标系下单相FOVSR的控制与仿真 |
| 3.5.1 同步旋转坐标系下单相FOVSR的双闭环前馈解耦PI~λ控制 |
| 3.5.2 仿真实验与波形分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 三相分数阶PWM整流器的建模、分析与控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 三相FOVSR的主电路与数学模型 |
| 4.2.1 三相FOVSR的主电路与三相静止坐标系模型 |
| 4.2.2 三相FOVSR的两相静止坐标系模型和同步旋转坐标系模型 |
| 4.2.3 三相FOVSR的开环仿真与分析 |
| 4.3 同步旋转坐标系下三相FOVSR的控制与仿真 |
| 4.3.1 同步旋转坐标系下三相FOVSR的双闭环解耦PI~λ控制 |
| 4.3.2 仿真实验与波形分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 单相分数阶PWM逆变器的建模、分析与控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单相FOVSI的主电路与数学模型 |
| 5.2.1 单相FOVSI的主电路与静止坐标系模型 |
| 5.2.2 单相FOVSI的同步旋转坐标系模型 |
| 5.3 FOLCL滤波器的数学模型与工作特性 |
| 5.3.1 FOLCL滤波器的频域数学模型与频率特性 |
| 5.3.2 FOLCL滤波器谐振尖峰的无源阻尼 |
| 5.4 单相FOVSI的瞬态电流控制与仿真 |
| 5.4.1 基本的单相FOVSI的瞬态电流控制 |
| 5.4.2 单相FOVSI的电容电流反馈有源阻尼 |
| 5.4.3 单相FOVSI的电网电压前馈辅助控制 |
| 5.4.4 仿真实验与波形分析 |
| 5.5 同步旋转坐标系下单相FOVSI的控制与仿真 |
| 5.5.1 同步旋转坐标系下单相FOVSI的电网电压前馈辅助控制 |
| 5.5.2 仿真实验与波形分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 三相分数阶PWM逆变器的建模、分析与控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三相FOVSI主电路的数学模型 |
| 6.2.1 三相FOVSI的主电路与三相静止坐标系模型 |
| 6.2.2 三相FOVSI的两相静止坐标系模型和同步旋转坐标系模型 |
| 6.3 两相静止坐标系下三相FOVSI的控制与仿真 |
| 6.4 同步旋转坐标系下三相FOVSI的控制与仿真 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 7.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
| 攻读学位期间参与科研项目情况 |
（6）基于微电网下增益调度自适应的并网逆变器控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 微电网的研究现状 |
| 1.2.2 并网逆变器的研究现状 |
| 1.2.3 自适应控制的研究现状 |
| 1.2.4 自适应控制的分类 |
| 1.3 本文的主要研究内容及结构安排 |
| 第二章 并网逆变器电路的结构组成与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 逆变器的分类 |
| 2.2.1 电压电流型逆变器 |
| 2.2.2 桥式逆变器 |
| 2.3 滤波器的电路结构 |
| 2.4 正弦脉宽调制技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微电网中并网逆变器控制策略下的稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单相LCL并网逆变器电路结构与模型建立 |
| 3.2.1 单相LCL并网逆变器电路拓扑及工作原理 |
| 3.2.2 单相并网逆变器的模型建立 |
| 3.3 并网逆变器的稳定性分析 |
| 3.3.1 并网逆变器的简化与稳定性判据 |
| 3.3.2 电压比例前馈对逆变器稳定性的影响分析 |
| 3.4 并网逆变器自适应电网阻抗变化的控制研究与分析 |
| 3.4.1 基于电网阻抗辨识的电压前馈控制策略 |
| 3.4.2 控制器参数对系统稳定性的影响分析 |
| 3.4.3 增益调度自适应控制 |
| 3.5 实验仿真与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 并网逆变器平台的搭建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 并网逆变器硬件电路设计 |
| 4.2.1 逆变电路的设计 |
| 4.2.2 LCL型滤波器的设计 |
| 4.2.3 信号调理电路的设计 |
| 4.2.4 过零点检测电路的设计 |
| 4.2.5 保护电路的设计 |
| 4.2.6 驱动电路的设计 |
| 4.3 并网逆变器软件设计 |
| 4.3.1 数字SPWM的生成 |
| 4.3.2 数字锁相环的设计 |
| 4.3.3 增益算法的实现 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 实验平台的构成与搭建 |
| 4.4.2 并网逆变器的输出波形与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 5.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（7）电力机车碳化硅谐振直流变换器控制与保护研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 辅助变流器用直流拓扑 |
| 1.2.2 碳化硅器件在轨道交通领域应用 |
| 1.2.3 新型直流变换器 |
| 1.2.4 直流变换器保护 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 谐振开关电容变换器基本原理与控制 |
| 2.1 拓扑与工作原理 |
| 2.1.1 RSCC拓扑 |
| 2.1.2 工作原理 |
| 2.2 PWM控制 |
| 2.2.1 运行原理 |
| 2.2.2 稳态模型 |
| 2.3 移相控制 |
| 2.3.1 运行原理 |
| 2.3.2 稳态模型 |
| 2.4 闭环控制策略 |
| 2.5 软开关分析 |
| 2.5.1 软开关原理 |
| 2.5.2 软开关的负载条件 |
| 2.5.3 频率优化控制 |
| 2.6 输出电压调节与谐振优化 |
| 2.6.1 工作模式分析 |
| 2.6.2 占空比优化策略 |
| 2.7 仿真验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 RSCC保护控制研究 |
| 3.1 软起动策略研究 |
| 3.1.1 软起动策略 |
| 3.1.2 仿真验证 |
| 3.2 故障阻断策略研究 |
| 3.2.1 阻断策略分析 |
| 3.2.2 阻断延时分析 |
| 3.2.3 仿真验证 |
| 3.3 过载及短路保护研究 |
| 3.3.1 短路频率控制 |
| 3.3.2 短路PWM控制 |
| 3.3.3 短路综合控制 |
| 3.3.4 控制策略对比 |
| 3.3.5 仿真验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 级联能馈RSCC |
| 4.1 CREF系统结构 |
| 4.2 CREF系统工作原理 |
| 4.3 仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 实验验证 |
| 5.1 实验样机及参数 |
| 5.2 控制策略验证 |
| 5.2.1 开环及移相控制对比验证 |
| 5.2.2 频率优化控制验证 |
| 5.2.3 电压调节特性验证 |
| 5.2.4 动态特性验证 |
| 5.3 额定功率测试 |
| 5.4 故障保护实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）直流充电系统三电平PWM整流器有限时间控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 电动汽车直流充电系统概述 |
| 1.2.1 直流充电系统关键技术 |
| 1.2.2 直流充电系统功率变换拓扑常见结构 |
| 1.2.3 直流充电系统PWM整流器控制技术面临的挑战 |
| 1.3 PWM整流器控制研究现状 |
| 1.3.1 Vienna整流器研究现状 |
| 1.3.2 三电平变流器中点电位控制研究现状 |
| 1.3.3 模块化并联变流器环流抑制研究现状 |
| 1.4 有限时间控制理论及应用研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 切换系统有限时间控制与稳定性理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 切换系统及其稳定性 |
| 2.3 具有非线性扰动的切换系统有限时间稳定性分析 |
| 2.3.1 问题描述和准备 |
| 2.3.2 主要结果 |
| 2.4 非线性系统有限时间控制方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Vienna整流器电流畸变机理及有限时间混合控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Vienna整流器的拓扑结构 |
| 3.3 输入电流过零点畸变机理分析 |
| 3.4 Vienna整流器有限时间混合控制策略 |
| 3.4.1 滞后无功补偿策略 |
| 3.4.2 基于有限时间控制理论的电流控制器设计 |
| 3.4.3 Vienna整流器有限时间混合控制结构 |
| 3.5 系统仿真研究及结果分析 |
| 3.6 实验结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 三电平整流器中点电位有限时间控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 T型三电平整流器中点电位分析 |
| 4.3 T型三电平PWM整流器中点电位建模 |
| 4.4 有限时间快速平衡控制方法 |
| 4.5 系统仿真研究及结果分析 |
| 4.6 实验结果与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 并联三电平整流器零序环流有限时间混合控制策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 零序环流产生机理分析 |
| 5.3 零序环流建模 |
| 5.4 前馈有限时间零序环流抑制方法 |
| 5.4.1 传统有限时间控制方法 |
| 5.4.2 有限时间控制器收敛性分析 |
| 5.4.3 前馈有限时间控制策略 |
| 5.4.4 中点平衡控制 |
| 5.5 系统仿真研究及结果分析 |
| 5.6 实验结果与分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文、专利及参与的科研项目 |
| 学位论文评阒及答辩情况表 |
（9）三相三电平可逆PWM变换器控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三电平PWM变换器拓扑研究情况 |
| 1.2.2 三电平PWM变换器调制策略研究情况 |
| 1.2.3 三电平PWM变换器控制策略研究情况 |
| 1.2.4 本文主要工作安排 |
| 第2章 可逆三相PWM变换器的建模与双闭环控制 |
| 2.1 可逆三相三电平PWM变换器主电路拓扑 |
| 2.2 可逆三相三电平PWM变换器的数学模型 |
| 2.2.1 三相静止abc坐标系下的数学模型 |
| 2.2.2 两相静止αβ坐标系下的数学模型 |
| 2.2.3 同步旋转dq坐标系下的数学模型 |
| 2.3 传统双闭环控制策略 |
| 2.3.1 电网电压定向矢量控制 |
| 2.3.2 dq坐标系下的解耦控制 |
| 2.3.3 电流环控制器设计 |
| 2.3.4 电压环控制器设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 宽交流、宽直流可逆三相PWM变换器的模糊控制策略 |
| 3.1 模糊控制的原理 |
| 3.2 模糊控制器的设计方法 |
| 3.2.1 模糊控制器的结构设计 |
| 3.2.2 精确量的模糊化 |
| 3.2.3 模糊规则的设计 |
| 3.2.4 清晰化 |
| 3.3 电压外环单模糊PI控制方法 |
| 3.3.1 单模糊PI控制器结构设计 |
| 3.3.2 模糊语言变量和隶属度函数的选取 |
| 3.3.3 模糊规则的设计 |
| 3.4 电压外环双模糊PI控制方法 |
| 3.4.1 双模糊PI控制器结构设计 |
| 3.4.2 子模糊控制器模糊语言变量和隶属度函数的选取 |
| 3.4.3 子模糊控制器模糊规则的设计 |
| 3.5 电压外环双模糊PI控制器的仿真 |
| 3.5.1 系统仿真模型的建立 |
| 3.5.2 整流状态仿真分析 |
| 3.5.3 逆变状态仿真分析 |
| 3.5.4 电压外环单模糊PI控制器仿真分析 |
| 3.5.5 电压外环双模糊PI控制器仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 谐波抑制控制方法研究 |
| 4.1 谐波分析 |
| 4.2 基于PI控制器的谐波抑制 |
| 4.3 基于谐振控制器的谐波抑制 |
| 4.3.1 基于谐振控制器的谐波检测和谐波补偿控制一体化实现方法 |
| 4.3.2 谐振控制器离散化参数设计 |
| 4.3.3 基于谐振控制器的谐波补偿仿真 |
| 4.4 电网电压正负序前馈控制 |
| 4.4.1 电网电压不平衡对三相PWM变换器系统的影响 |
| 4.4.2 电网电压正负序的提取方法 |
| 4.4.3 电网电压前馈的软件实现方法 |
| 4.4.4 电网电压正负序前馈的仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 可逆三相三电平PWM变换器关键参数设计和实验 |
| 5.1 样机的主要性能指标 |
| 5.2 功率电路的主要参数设计 |
| 5.2.1 功率开关的选型 |
| 5.2.2 网侧储能电感的设计 |
| 5.2.3 直流侧滤波电容的设计 |
| 5.2.4 直流侧绝缘电阻的检测方法 |
| 5.3 传统双闭环调节的实验 |
| 5.4 电压外环单模糊PI控制的实验 |
| 5.5 电压外环双模糊PI控制的实验 |
| 5.6 谐波抑制的实验 |
| 5.7 电网电压不平衡的实验 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及科研项目 |
| 致谢 |
（10）面向无源性增强的直驱风电并网变流器的控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 直驱风力发电系统国内外研究现状 |
| 1.3 风电并网变流器稳定性国内外研究现状 |
| 1.3.1 风电并网变流器阻抗稳定性国内外研究现状 |
| 1.3.2 阻抗无源性优化国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第二章 直驱风力发电机组系统建模 |
| 2.1 PMSG的系统结构与原理 |
| 2.2 永磁同步发电机数学模型 |
| 2.3 永磁同步全功率风电变流器建模及其控制结构 |
| 2.3.1 PWM变流器工作原理及其数学模型 |
| 2.3.2 机侧变流器数学模型及其控制结构 |
| 2.3.3 网侧变流器数学模型及其控制结构 |
| 2.4 直驱风电机组输出阻抗建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 直驱风电机组控制系统设计及稳定性分析 |
| 3.1 机侧变流器控制参数设计 |
| 3.1.1 电流内环PI参数设计 |
| 3.1.2 转速外环PI参数设计 |
| 3.2 网侧变流器控制参数设计 |
| 3.2.1 电流内环PI参数设计 |
| 3.2.2 直流电压外环PI参数设计 |
| 3.3 阻抗特征与交互稳定性分析 |
| 3.3.1 阻抗无源性与稳定性的关系 |
| 3.3.2 阻抗稳定性判据 |
| 3.3.3 直驱风电机组阻抗稳定性分析 |
| 3.4 仿真结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 风电并网变流器无源性分析及优化 |
| 4.1 电流内环控制参数对输出阻抗的影响 |
| 4.2 直流电压外环控制参数对输出阻抗的影响 |
| 4.3 面向无源性增强的控制补偿策略 |
| 4.3.1 阻抗模型分析 |
| 4.3.2 仿真结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历及攻读硕士期间的主要研究成果 |
四、一种新型电压前馈PWM控制的研究（论文参考文献）
- [1]电压源型并网变流器阻抗无源化方法的研究[D]. 赵健程. 电子科技大学, 2021
- [2]单相级联H桥光伏并网逆变器功率平衡控制策略研究[D]. 宋桂智. 华东交通大学, 2021(01)
- [3]一种提高电压传输比的新型超稀疏矩阵变换器研究[D]. 张恒. 湖南工业大学, 2021(02)
- [4]多台并联电力电子变换器弱电网下稳定性分析与优化设计[D]. 王凯. 中国矿业大学, 2021(02)
- [5]分数阶PWM整流器与逆变器的建模、分析与控制[D]. 徐俊华. 广西大学, 2021(01)
- [6]基于微电网下增益调度自适应的并网逆变器控制策略研究[D]. 龚豪. 广西大学, 2021(12)
- [7]电力机车碳化硅谐振直流变换器控制与保护研究[D]. 闫成章. 北京交通大学, 2021(02)
- [8]直流充电系统三电平PWM整流器有限时间控制研究[D]. 付有良. 山东大学, 2021(11)
- [9]三相三电平可逆PWM变换器控制方法研究[D]. 张维轩. 扬州大学, 2021(08)
- [10]面向无源性增强的直驱风电并网变流器的控制策略研究[D]. 杨巧玉. 电子科技大学, 2021