小信号分析

摘要： 为协调优化提高风电机组发电量目标和限制机组功率波动目标,提出一种带滤波器的改进转矩控制策略。在风力机空气动力学、机组转子运动学和风机控制原理的基础上,考虑自然风频谱特征和电网调频敏感频段,推导并建立了机组转速和输出功率对风速的小信号分析模型。基于工作点处转速和功率对风速的传递函数,对比分析了常规转矩控制和改进转矩控制的控制性能。分析结果表明,提出的控制策略提高了机组对中低频风的动态跟踪性能,同时抑制了机组在电网敏感的高频风段中的功率波动,实现了提高发电量目标和限制功率波动目标的综合优化。最后,在BLADED和RTDS联合仿真平台上建立了1.5 MW双馈风力发电系统,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性及所提控制策略的有效性。

摘要： 针对直流微电网变流器提供较大范围负载时出现的均流及母线电压跌落的问题,提出一种基于交流信号的无功⁃电压(q⁃u)自适应均流控制策略。通过建立电流⁃频率(i⁃f)下垂关系,利用频率作为各直流微电网发电单元(DG)的通信信号,再使用q⁃u下垂控制对变流器输出电压进行调节;在负载电流变化时,频率随之变化,进而引起无功变化,达到平衡时趋于一致能够实现均流目标;为使不同范围内负载都能实现均流,提出针对负载变化的自适应q⁃u下垂控制,进而实现不同负载变化的均流控制;考虑在负载较小时产生的负载电流会造成电压较大跌落,引入线阻补偿来提升母线电压达到设定标准值;最后利用小信号分析法分析控制系统的稳定性,并获取可靠参数。搭建所提控制策略的Matlab/Simulink仿真模型,结果验证了所提控制策略能够实现均流和降低电压跌落的目标。

摘要： 随着大规模新能源等电力电子器件的并网,电力系统惯量水平逐渐降低,系统转动惯量需求产生新的变化,负荷侧频率支撑能力显得愈发重要。针对这一问题,系统分析了异步电机的频率响应特性。基于小信号分析法提出一种机电暂态下异步电机建模方法,构建计及异步电机频率响应的电力系统频率响应模型。在深入分析新型电力系统惯量特性的基础上,考虑系统最大频率变化率、最大频率偏差以及备用容量限制等频率安全约束,构建了电力系统最低惯量评估模型并通过遗传算法进行求解。最后,在Matlab和PSASP平台上进行算例仿真和分析,验证了所提异步电机频率响应模型以及最低惯量评估结果的正确性和有效性。

摘要： 随着光伏和风电等可再生能源的普及率日益提高,提高并网系统运行的可靠性与稳定性已经成为系统内的一项关键技术。受电网的动态特性影响,若在电网电压不平衡的情况下仍然采用传统下垂控制,并网逆变器将无法稳定有效地运行,且公共连接点(PCC)的电压和电流不平衡度也将随之升高。针对并网系统中PCC点电压不平衡问题,提出了一种改进的电压不平衡补偿控制策略,在传统下垂控制基础上,引入正序无功下垂补偿回路和负序电压前馈补偿回路,叠加生成逆变器输出电压补偿参考值,从而有效地减小了并网连接点的电压不平衡度。建立了系统的小信号模型,并在此基础上进行了控制策略的稳定性分析,最后仿真验证了该下垂控制策略的有效性与可行性。

摘要： 为了提高LLC变换器动态响应性能,采用一种新颖的谐振电压控制策略,克服了传统单电压环控制模式下的环路补偿复杂、动态响应能力不足的缺陷,简化控制环路设计,提高动态响应性能。在阐述该控制策略与工作机理的基础上,通过理论分析与原理样机对比试验分析可知,变换器在负载动态过程中的输出电压超调量由1.0%降为0.375%,动态调节时间由1 ms缩短为500μs,从而验证了该控制策略具有良好的动态响应能力。

摘要： 针对含恒功率负载(Constant Power Load,CPL)的Buck DC-DC变换器稳定性和负荷不确定性问题,提出一种含高阶滑模观测器的模型预测(Model Predictive Control,MPC)控制策略.首先,根据MPC理论,构建Buck变换器的目标函数,建立滚动优化跟踪方程并求解最优控制律.其次,构建高阶滑模观测器,提高电压的控制精度并消除抖振及相对阶问题.最后,对其进行小扰动的稳定性分析,建立源、负载侧的等效模型.在CPL与阻性负载投切较为频繁时,与传统双闭环PI调节和MPC控制进行比较,仿真结果表明:在负载变化时,基于高阶滑模观测器的MPC控制具有良好的动态性和鲁棒性且能对母线电压进行精确跟踪与控制.

摘要： 针对电动汽车复合储能系统中两相交错双向DC-DC变换电路,基于分数阶微积分理论,在电能流动的两个方向中,均采用超级电容电流内环、输入电压外环的双闭环控制策略,为每环设计分数阶控制器。通过建立双向变换电路不同工作模式下的小信号数学模型,依据穿越频率和转折频率特性对各分数阶控制器的三个参数进行整定。通过Matlab/Simulink分别搭建整数阶控制和分数阶控制下的电路仿真模型,对比分析变换器在不同控制作用下的稳态性能和动态性能,结果表明:分数阶控制时,变换器输出电压可更快到达稳态值,在电动汽车负载变化迅速的情况下,更具优越性。

摘要： 针对现有风电机组建模中气动-机械部分模型对参数依赖大、参数难以获取的问题,基于分时间尺度解耦的原理提出气动-机械动态模型的简化表示方法.首先基于小信号分析方法得出风电机组简化建模的依据并进行误差量化分析,随后基于快慢时间尺度解耦的思想提出一种由风速直接得到发电机转速和输出有功动态的方法,并制定其适应宽风速区间的控制策略.所得气动-机械动态简化模型包含气动、轴系、最大功率跟踪控制,并通过限幅近似模拟变桨作用.该模型既可以直接用于机组发电性能评估,又可以接入任意详细程度的主电气部分模型接口,进而得到用于并网分析的完整机组模型,大幅简化风电机组模型并降低参数依赖.通过将所提模型与详细模型进行对比,验证了简化建模方法的有效性和精确性.

摘要： 微网一个很大的特点是即插即用,这不仅要求微网与大电网能对等的实现即插即用,而且微网内部的各个微源往往采取下垂控制,使功率达到一定的冗余度。传统的小信号分析方法较为复杂,导致闭环设计过程困难。动态向量法在电网功率的瞬态过程分析以及电力电子的建模中得到了很大应用。本文通过仿真证明了采用动态向量法同样能达到小信号分析的效果,而且过程简单,方便了闭环系统的设计。

摘要： 随着开关电源要求功率的不断提高,对开关电源进行模块化设计和并联运行是提高系统可靠性和扩大供电容量的有效手段.但电源的并联运行需要采用均流措施.均流方法多种多样,其中效果最好、用的最多的是自主均流法.文中采用小信号分析法对PWM 变换器及其并联运行所采用的自主均流法进行了建模和仿真分析,结果验证了自主均流法的三环控制的合理性.

摘要： 对采用WVC技术控制的多路输出反激变换器作了小信号分析,研究了加权系数对控制的影响,最后对补偿环节作了设计,通过仿真验证了设计的正确性.

摘要： 本文应用绝对不稳定性的Briggs-Bers相碰判据与回旋行波管小信号色散方程,通过解析处理与数值计算比较了在不同壁损耗条件下回旋行波管工作模式的起振电流,增加波导壁损耗可显著提高工作模式起振电流.结合介质加载波导冷场分析与回旋行波管小信号色散方程,分析了介质加载回旋行波管小信号增益.给出了不同介质加载厚度、工作电流、引导磁场条件下的回旋行波管的小信号增益带宽曲线,为介质回旋行波管工作参数的选取提供依据.

摘要： 本文提出了一种适合电压领域应用的基于 PWM控制模式下的三相电压源型静止无功发生器(SVG)的等效电路模型,利用该模型对 SVG的主电路进行了稳态和小信号分析,给出了分析结果,并通过电路模拟仿真,证明了该建模方法及分析的正确性.最后,在该模型基础上利用进行了控制器的设计,并分别通过仿真和实验证明了控制器设计的有效性。

摘要： 在Dr.Sam Ben-Yaakov开关电感模型概念的基础上,根据DC-DC模块TPS54310的实际工作原理,建立适用于SPICE软件的状态空间平均模型,从而可以方便地对TPS54310进行直流分析、小信号分析以及闭环大信号瞬态分析.模型的准确性在所建模型的SPICE仿真结果与TI公司提供的专用设计软件SWIFTDesigner2.01的设计结果的对比中得到证实.

摘要： 根据提出的新型相位幅值控制算法,结合三相PWM整流器的状态空间方程.通过坐标变换和小信号分析推导出以变流器前端电压滞后角ξ作为输入量同输出直流电在U作为输出量的三阶传递函数,并合理简化成为一阶传递函数.通过仿真和实验证明了理论分析的正确性.

摘要： 本文讨论了超级电容的充放电特性及双向DC/DC变换器的拓扑结构，采用了非隔离双向DC/DC变换器作为储能系统的主拓扑，分析了互补PWM驱动模式下软开关的实现。本文也对超级电容的充电策略进行了陈述，建立了双向DC/DC变换器的小信号模型，最后搭建了MATLAB/Simulink仿真平台，给出仿真结果和实验结果验证了理论分析的可行性。

摘要： 本文讨论了超级电容的充放电特性及双向DC/DC变换器的拓扑结构，采用了非隔离双向DC/DC变换器作为储能系统的主拓扑，分析了互补PWM驱动模式下软开关的实现。本文也对超级电容的充电策略进行了陈述，建立了双向DC/DC变换器的小信号模型，最后搭建了MATLAB/Simulink仿真平台，给出仿真结果和实验结果验证了理论分析的可行性。

摘要： 本文讨论了超级电容的充放电特性及双向DC/DC变换器的拓扑结构，采用了非隔离双向DC/DC变换器作为储能系统的主拓扑，分析了互补PWM驱动模式下软开关的实现。本文也对超级电容的充电策略进行了陈述，建立了双向DC/DC变换器的小信号模型，最后搭建了MATLAB/Simulink仿真平台，给出仿真结果和实验结果验证了理论分析的可行性。

摘要： 本发明公开了一种MMC互联变换器虚拟同步机小信号模型分析方法，包括步骤：以交直流混合微电网MMC互联变换器交流侧角度出发，得到电压方程；建立MMC互联变换器功率输出方程；建立MMC互联变换器输出复功率S的表达式；建立有功功率小信号模型、无功功率小信号模型；基于功率传输原则的虚拟同步机控制机械方程和虚拟同步机无功励磁控制方程；建立虚拟控制的小信号模型；根据虚拟控制的小信号模型，定义参数矩阵；得到MMC互联变换器虚拟同步机系统处于稳定运行状态时的小信号模型；分析虚拟转动惯量J对控制系统稳定性的影响；分析虚拟阻尼系数D对控制系统稳定性的影响。本发明通过研究虚拟参数根轨迹，验证MMC互联变换器虚拟同步机控制系统稳定性。

摘要： 本发明提供了一种微波光子链路小信号模型分析方法。首先建立基于相位调制的微波光子链路模型，当单路光载波经过电光相位调制器调制后，经3dB耦合器输入差分延时为τ的马赫—曾德尔干涉仪(MZI)，干涉仪的两路输出分别连接光电二极管，进行平衡探测，拍频后输出。再根据小信号模型建立出数学模型，计算出链路的调制系数，在可选调制系数范围内将得到的光电流表达式利用泰勒级数展开的方法将输出光电流展开到五阶进行分析。本方法大幅提高计算结果的精确度，与实际实验结果更为接近，并且可适用于分析链路的增益、噪声以及无杂散动态范围等性能，作为对传统贝塞尔展开计算方法的补充。

摘要： 本发明公开了一种基于小波包分析和残差网络的槽电压信号分类方法，在铝电解生产过程中，槽电压信号是反映槽状态的有效的重要指标，反映了电解槽的稳定性和可控性。根据铝电解槽电压信号的频谱特性，本文提出了一种对槽电压信号进行分类评估的方法。首先，我们利用小波包分析将原始信号逐级分解为低频分量和高频分量，并构造了槽电压信号的能量模型，用于计算原始电压信号的高频故障能量消耗占比。然后我们构建了一个槽电压信号的低频分量样本数据集，并在该数据集上训练一个残差网络模型，用于识别槽电压低频分量的波动，最后，结合了一些专家规则来确定槽电压的状态。

摘要： 本发明公开了一种基于离散状态空间的中压直流系统小信号稳定性分析方法，属于电气工程领域。方法包括：推导建立系统中直流网络元件以及交流装备元件的离散状态空间模型及其离散等效电路模型；根据各元件的离散等效电路和系统的拓扑结构，构建全系统的离散状态空间模型和离散电路网络，基于后者消去状态空间方程的中间变量，得到离散状态矩阵；根据系统的离散状态矩阵，求解中压直流电力系统的全维离散特征值，从而分析系统小信号稳定性。本发明物理意义明确，容易实现程序化，相较于传统的连续状态空间分析方法，能够保留系统拓扑结构，且当系统拓扑结构改变时计算程序易于修改，非常适用于具有较强可重构性的中压直流电力系统。

摘要： 本文提供了一种基于小波分解的水力压裂信号分析方法、装置和设备，其中方法包括：采用参考小波对水力压裂模拟压力信号进行小波分解，确定水力压裂模拟信号的识别层次；根据不同小波基对水力压裂模拟压力信号在识别层次下的响应特征，选择满足预设条件的小波基；采用满足预设条件的小波基对实际水力压裂信号进行小波分解，得到在不同分解层次下的能量曲线；根据不同分解层次下的能量曲线，确定实际水力压裂信号中的地层事件和施工事件。本文提供的方法对识别层次进行优选，进而实现了对小波基的优选；采用优选出的小波基对实际水力压裂信号进行分解以实现对地层事件和施工事件的分析和解释，方法准确性高、成本低廉，适于推广。

摘要： 本发明为基于多虚拟同步发电机并联并网系统的小信号稳定性分析方法及系统。其方法包括步骤：S1、进行拉普拉斯变换；S2、计算多虚拟同步发电机并联并网系统的振荡模态和灵敏值；S3、判断控制参数的稳定性，利用特征值计算控制参数稳定指标并记录控制参数；S4、为频域模型提供阶跃信号，得到系统的时域模型的输出，计算控制参数的动态性能表现；S5、根据控制参数的可行域和动态性能表现，进行控制参数分析。本发明通过利用模态分析和灵敏值，获取系统中对系统的主影响参数，根据李雅普诺夫直接法稳定判据，获取参数的可行域，同时在时域中求解动态性能表现，将系统的动态特性进行可视化展示，更加直观获取系统参数对系统稳定性的影响。

摘要： 一种基于阻抗模型的并网逆变器小信号谐振分析方法，包括：计算谐波线性化的逆变器的输出阻抗；逆变器的输出阻抗包括：正序阻抗与负序阻抗；计算逆变器与电网连接点处的等效的电网阻抗；根据逆变器的输出阻抗与电网阻抗，判断是否满足Nyquist稳定判据；若满足Nyquist稳定判据，则并联系统小信号谐振稳定，否则小信号谐振失稳；若并联系统小信号谐振稳定，根据逆变器的输出阻抗，计算逆变器电压电流之间的关系；根据逆变器电压电流之间的关系，建立Bode图，获取变压器自身谐振，相互谐振和电网谐振的特性。本发明建立了考虑VSG作为功率环的逆变器阻抗模型，逆变器的阻抗模型不会随着系统电路拓扑的变化而变化，具有较高的拓展性。

摘要： 本发明公开了一种混合微网换流器虚拟同步机小信号模型分析方法，包括：建立交直流混合微网AC/DC换流器交流侧功率传输方程；得到交直流混合微网AC/DC换流器流器虚拟同步机VSG转子运动方程和无功调节表达式；得到AC/DC换流器输出复功率表达式；建立AC/DC换流器传输有功、无功功率小信号模型；得出虚拟控制的小信号模型；得到小信号模型特征值矩阵；得到AC/DC换流器VSG控制系统小信号模型；分析AC/DC换流器VSG控制系统小信号模型，得出虚拟转动惯量J及虚拟阻尼系数D与AC/DC换流器VSG控制系统稳定性之间的关系。本发明采用小信号模型分析交直流混合微网AC/DC接口变换器VSG控制系统稳定性，验证AC/DC接口变换器不管工作于整流模式还是逆变模式，采用VSG控制可以实现功率稳定传输。

摘要： 本发明公开了一种基于小信号分析自动识别通讯总线和协议的网关装置，包括外部传感设备，还包括测试信号开关、信号过滤单元、信号切换单元、信号放大单元、信号转换单元、电流信号单元、电压信号单元、TTL信号单元、RS485单元、RS232单元、CAN处理单元、其他信号处理单元、信号调理单元、中央处理单元、蓝牙接口单元、通讯切换单元、WIFI接口单元、LORA接口单元、RJ45接口单元、4G接口单元、5G接口单元，自行识别电流信号、电压信号、TTL信号、RS232总线、RS485总线、CAN总线以及其他一些单总线信号，完成接口识别数据的分析、存储，对分析出的信号类型结果进行反向验证，可以根据分析结论类型生成相应的协议码输出，并重复验证。

摘要： 本发明公开了一种基于小信号分析自动识别通讯总线和协议的网关装置，包括外部传感设备，还包括测试信号开关、信号过滤单元、信号切换单元、信号放大单元、信号转换单元、电流信号单元、电压信号单元、TTL信号单元、RS485单元、RS232单元、CAN处理单元、其他信号处理单元、信号调理单元、中央处理单元、蓝牙接口单元、通讯切换单元、WIFI接口单元、LORA接口单元、RJ45接口单元、4G接口单元、5G接口单元，自行识别电流信号、电压信号、TTL信号、RS232总线、RS485总线、CAN总线以及其他一些单总线信号，完成接口识别数据的分析、存储，对分析出的信号类型结果进行反向验证，可以根据分析结论类型生成相应的协议码输出，并重复验证。