恒功率负载

摘要： 直流微电网群中的恒功率负载呈现负阻抗特性,会对直流微电网群稳定性造成不利影响,因此需对直流微网群稳定性功率界限进行分析。针对此类问题,文中采用混合势函数,对含恒功率负载的直流微电网群进行大信号稳定性分析。根据子微网间连接的DC-DC变换器特性,将直流微电网群等效成子微网与受控电流源并联的形式,以此建立直流微电网群大信号等效电路图。由混合势函数理论推导出直流微电网群大信号稳定性判据,并依据判据进行稳定性分析。通过MATLAB/Simulink进行验证,证明直流微电网群经恒功率负载突增后,若满足稳定性判据,则该直流微网群可保持稳定运行。

摘要： 围绕带恒功率负载(CPL)的直流微电网稳定运行问题,提出了一种系统性的简单方法来设计功率缓冲器的状态反馈控制器。基于分区非线性理论,带多个CPL的非线性直流微电网系统可用Takag-Sugeno型非线性模糊模型(T-S模型)描述。同时,由二次D稳定性理论,使用线性矩阵不等式(LMI)获得了保证闭环系统稳定性和期望动态性能的充分条件,当该条件满足时,闭环系统的衰减率和振荡都将限制在预定义的范围内。利用所搭建的直流微电网硬件在环实时仿真测试系统开展了对比实验研究,测试结果验证了新型控制策略与传统方案相比,在实施更简便的同时,可实现带多个CPL的直流微电网系统快速收敛性和较优的动态性能。

摘要： 直流微电网集群通常由多个直流微电网互联而成,通过灵活的功率流动控制实现区域能源共享和优化利用,以充分发挥直流分布式发电系统的优势。然而,小规模直流微电网具有低惯性和高阻抗的“弱电网”特性,“弱-弱”互联会降低集群系统的阻尼,甚至出现振荡或系统崩溃等严重后果。同时,直流微电网集群的高阶、强耦合以及非线性动态特性也对其稳定性分析带来了巨大挑战。为此,基于Brayton-Moser混合势理论,提出针对直流微电网集群的大信号稳定性分析方法。建立集群的大信号降阶模型,详细推导用于系统大信号稳定性判据的混合势函数,并分析关键参数对稳定区间的影响,最后通过实时仿真结果验证了该分析的正确性。

摘要： 恒功率负载因其负阻特性,会对直流系统的稳定性产生不利影响,造成系统电压振荡。已有的稳定性研究主要针对单极性直流系统,缺少对双极性直流系统的稳定性分析及控制方法的研究。该文以采用半桥型电压平衡器架构的双极性直流系统为例,首先,对双极性直流系统的稳定性判据进行阐述;然后,采用状态空间平均法建立电压平衡器的模型,得到其控制对输出电压的传递函数;在此基础上,针对恒功率负载带来的稳定性问题,提出一种基于并联虚拟电阻的有源阻尼控制方法,以改善其稳定性;同时,还利用Lyapunov间接法分析不平衡负载对双极性系统的稳定性的影响,得出双极性系统的稳定性由系统的总输出功率决定的结论;最后,由仿真和实验验证了所提的双极性直流系统稳定性分析方法和有源阻尼方法的有效性。

摘要： 为解决船舶微电网源-荷级联系统中LC输入滤波器与恒功率负载CPL(constant power load)引起的母线电压振荡问题,提出一种基于非线性扰动观测器NDO(nonlinear disturbance observer)的虚拟负电感有源阻尼稳定控制策略。首先分析了恒功率负载的负阻抗特性及其能量反馈作用,深入研究了源-荷级联系统低阻尼振荡的机理;详细推导了级联系统的稳定约束条件,进而提出适用于源侧变换器的有源阻尼稳定策略,建立了级联系统小信号阻抗模型,利用奈奎斯特判据进行了稳定性分析。利用非线性扰动观测器摆脱了控制算法对输出电流传感器较强的依赖性,抵消了负阻抗特性对系统稳定性造成的不利影响。最后,通过仿真验证所提控制算法的有效性,并对稳定性分析部分进行了实例论证。

摘要： 电动无人机的直流电力系统主要为推进电机、环控和雷达等机载设备提供可靠的电能,而根据系统母线的结构,可以将系统分为单极性结构和双极性结构。为了降低推进电机的损耗和体积、提高系统容错性,双极性结构被广泛地应用在无人机和飞机当中。然而由于燃料电池、光伏等新能源发电系统通常输出单极性直流电,需要一个单双极性转换接口,实现单双极性转换。首先在电感电流脉动量、电容电压脉动量和开关管应力等方面,对比分析两种单双极性转换接口,即电压平衡器和多电平变换器。然后,基于对比结果,选取多电平变换器作为单双极性接口,设计母线电压控制器和中位点电压控制器实现双极性直流电力系统的电压电流控制和电压均衡控制。最后,分析控制器参数以及广泛存在于系统中的恒功率负载、恒流负载、恒阻负载对系统稳定性的影响,并通过仿真进行验证。

摘要： 含恒功率负荷和阻性负荷的混合型负载接入直流微电网中,具有负阻抗特性的恒功率负荷会降低直流微电网系统稳定性。以并联型Buck变换器为研究对象,设计了基于扩张状态观测器的微分平坦控制系统。首先,将直流系统经坐标变换转化为双闭环结构的微分平坦系统,并对平坦系统中的微分项进行误差反馈控制。其次,通过扩张状态观测器对外环中的负载电流进行观测和补偿,从而抑制负载侧波动对系统的冲击。最后,在PSIM平台中搭建了仿真模型。仿真结果表明,基于扩张状态观测器的双闭环微分平坦控制策略应用于带混合型负载的并联型Buck变换器,在保证各相均流的同时显著地提高了系统的稳定性和抵抗内外扰动的能力。

摘要： 大量使用的恒功率负载对飞机电网稳定性有至关重要的影响.分析了恒功率负载的特性,建立了多电飞机高压直流电力系统的等效电路模型,基于小信号分析法研究了恒功率负载变化对系统稳定性的影响.研究结果表明,恒功率负载增大会使系统的稳定性降低,而为其并联容性负载可以延缓稳定性降低的趋势.为保护系统,设计了参考电压控制器,重载时降低负载线缆电流,补偿负载电压.基于Simulink平台建立了系统的时域仿真模型,仿真结果证明了稳定性分析的正确性和控制器设计的有效性.

摘要： 恒功率负载(CPL)呈现负阻抗特性,成为系统不稳定的诱因.当前的稳定性研究以小信号分析为主,是基于平衡点附近的线性化分析,不能在大范围内揭示动态特性,而当前基于大信号稳定性的研究主要以开环为主,闭环控制型的电力电子装置尚未过多的涉及.本文以电压电流双闭环控制的BUCK变换器为研究对象,内外环均选用PI控制器,建立大信号平均模型,列写系统的混合势函数,得到大信号稳定的充分条件;进一步利用这一条件设计系统参数,得到渐进稳定域;并通过构造能量函数,利用Lyapunov稳定性判据验证了稳定域的存在性.最后通过仿真验证了所求稳定运行条件的合理性.

摘要： 恒功率负载(CPL)呈现负阻抗特性,成为系统不稳定的诱因。当前的稳定性研究以小信号分析为主,是基于平衡点附近的线性化分析,不能在大范围内揭示动态特性,而当前基于大信号稳定性的研究主要以开环为主,闭环控制型的电力电子装置尚未过多的涉及。本文以电压电流双闭环控制的BUCK变换器为研究对象,内外环均选用PI控制器,建立大信号平均模型,列写系统的混合势函数,得到大信号稳定的充分条件;进一步利用这一条件设计系统参数,得到渐进稳定域;并通过构造能量函数,利用Lyapunov稳定性判据验证了稳定域的存在性。最后通过仿真验证了所求稳定运行条件的合理性。

摘要： 恒功率负载的输入阻抗具有负增量阻抗特性,其与前级电源的相互作用将对微电网系统的稳定运行产生重大影响.因此,研究带有恒功率负载的微电网稳定性具有实际意义.本文提出了一种改进的滑模控制方法,将其用于改善微电网系统的大信号稳定.首先在系统建模中考虑了系统的参数不确定性及外部干扰,使控制具有较好的鲁棒性,其次在滑模控制中引入自适应算法,对总扰动上界进行了估计,提高了控制的准确性.

摘要： 针对恒功率负载所具有的负阻抗特性给系统带来的不稳定性和PID控制器参数难以整定的问题,首先建立了带恒功率负载的BUCK变换器的小信号模型,分析了系统的稳定性,给出了PID参数的稳定域.其次设计了PID控制器,基于ITAE(Integral Time Absolute Error)指标,采用最佳标准化传递函数系数来整定PID参数.接着分析了系统的特征根灵敏度,讨论了参数变化对系统稳定性的影响程度.最后通过一台75W的原理样机对其控制效果进行验证,实验结果表明:所设计的控制器使得系统具有良好的动态和稳定性能.

摘要： 本文利用无源性研究带恒功率负载的Buck-Boost变换器稳定性问题.恒功率负载的负阻抗特性使Buck-Boost变换器输入阻抗实部负定,使变换器为非无源的,可导致其不稳定的.对此,本文设计了一种基于端口受控的耗散哈密顿模型的无源控制器,使Buck-Boost变换器输入阻抗实部由负定变为正定,保证了变换器无源性和稳定性,进而可实现变换器具有好的稳态和动态性能.仿真结果表明无源控制器可保证带恒功率负载的Buck-Boost变换器无源性和稳定性,并使变换器具有优秀的稳态和动态性能.

摘要： 对直流微电网中双向Buck/Boost变换器进行小信号建模,采用双闭环控制策略并设计控制器参数.利用阻抗比判据分析线路滤波参数、负载功率及母线电容对变换器带恒功率负载的级联稳定性影响.仿真结果验证了理论分析及控制方法的正确性.

摘要： 采用端口受控哈密顿系统方法和无源性控制理论,建立带恒功率负载的Buck变换器的哈密顿模型,分析了Buck变换器控制系统平衡点的稳定性问题,并设计了控制器。仿真结果表明,通过对控制器参数的适当调整,控制系统可以获得较好的动态和稳态性能。

摘要： 采用端口受控哈密顿系统方法和无源性控制理论,建立带恒功率负载的boost变换器的哈密顿模型,分析了boost变换器控制系统平衡点的稳定性问题,并设计了控制器。仿真结果表明,通过对控制器参数的适当调整,控制系统可以获较好的动态性能。

摘要： 本文从理论上分析了三相电压控制型整流器(VSR)的结构并建立了三相VSR电源带恒功率负载模型。其中恒功率负载用直流变换器代替。本文的研究采用开关函数基波分量研究整流器,忽略系统高频特性,化简了推导过程。对比仿真结果与理论分析,证明MATLAB的仿真模型能够满足实际系统研究的需要。

摘要： 该文以直流分布式电源系统中平均电流控制Buck变换器为研究对象,基于平均大信号模型,对恒功率负载以及阻性负载的起动过程进行比较,详细分析了平均电流控制Buck变换器在这两种情形下的起动过程.分析揭示了阻性负载与恒功率负载时,变换器正常起动与限流工作状态的规律.

摘要： 本文针对多电飞机270V高压直流电源系统带恒功率负载和恒电压负载系统,采用理论分析——李雅普诺夫直接法和建模仿真的方法分析多电飞机电气系统的稳定性.以Buek变换器为例,首先利用李雅普诺夫直接法分析设计了闭环控制的Buck变换器,将它作为电气系统的恒功率负载;然后借鉴基于李雅普诺夫直接法导出的混合势能函数构建多电飞机电气网络的李雅普诺夫能量函数,通过判断系统能量函数的变化判定系统在电源输入电压波动情况下的稳定性,最后采用Matlab/Simulink仿真软件对多电飞机电气系统带不同负载情况进行模拟仿真,验证了直接法在多电飞机电气系统稳定性分析中的正确性,从而为多电飞机电气系统稳定性分析提供了新思路.

摘要： 在传统电网向能源互联网的转型过程中,能量路由器(energy router,E-router)是其关键技术之一,有利于分布式电源能量的传输和管理控制.当系统中出现大信号扰动时,能量路由器中多个变换器之间的相互作用以及负载变换器的恒功率特性给系统的稳定性带来威胁.本文针对两级式能量路由器系统,构建系统降阶的大信号模型.进一步地,基于简化电路推导系统混合势函数,得到系统大信号稳定性判据,并给出了保证实际系统能够稳定运行的参数变化范围.通过仿真及实际电路实验,验证了大信号稳定性判据的正确性.

摘要： 本发明公开了一种用于测试燃料电池的电子负载控制器，该电子负载控制器包括有DSP处理器、D/A转换器、第一驱动电路、第二驱动电路、保护电路和等效阻抗电路；其中，DSP处理器、D/A转换器、第一驱动电路、第二驱动电路和保护电路形成电子负载的控制电路部分；等效阻抗电路设置在燃料电池与控制电路之间。通过DSP处理器对接收的电压和电流信息进行相关联处理，使得在第一功率开关管T

摘要： 本发明公开了一种程控可调的恒流恒阻恒功率恒压负载系统，包括MCU控制电路；与MCU控制电路电连接的通讯电路、数模/模数转换电路和切换电路；与数模/模数转换电路和功率负载电路均电连接的电流电压采样电路；恒流恒阻恒功率驱动电路和恒压驱动电路的输入端与数模/模数转换电路的设定值输出端电连接；切换电路可使恒流恒阻恒功率驱动电路与功率负载电路电连接实现恒流、恒阻或恒功率输出；或者使恒压驱动电路与功率负载电路电连接实现恒压输出；功率负载电路与恒流恒阻恒功率驱动电路和恒压驱动电路的相应输入端电连接；本发明提供精确的恒流、恒阻、恒功率或恒压的测试环境；能更简单、更快捷、更可靠地对电源装置进行性能测试。

摘要： 本发明公开了一种具有恒功率恒效率特性的多负载无线输电系统，包括发射装置和至少2个接收装置；发射装置由依次相连的直流电源、全桥逆变器、发射侧谐振电容模块、发射线圈、电流采样电路、过零比较器和驱动器组成，发射侧谐振电容模块包括发射侧开关控制器、发射侧通信模块和至少2条并联的开关电容支路，每条开关电容支路均由一个发射侧开关和一个发射侧谐振电容串联而成；每个接收装置均由串联在一起的接收线圈、接收侧谐振电容模块和负载组成，接收侧谐振电容模块包括依次相连的接收侧谐振电容、接收侧开关、接收侧开关控制器和接收侧通信模块。本发明具有恒功率恒效率特性，系统空间自由度高、鲁棒性强，电路结构简单，易于实现。

摘要： 本发明公开了一种用于测试燃料电池的电子负载控制器，该电子负载控制器包括有DSP处理器、D/A转换器、第一驱动电路、第二驱动电路、保护电路和等效阻抗电路；其中，DSP处理器、D/A转换器、第一驱动电路、第二驱动电路和保护电路形成电子负载的控制电路部分；等效阻抗电路设置在燃料电池与控制电路之间。通过DSP处理器对接收的电压和电流信息进行相关联处理，使得在第一功率开关管T

摘要： 一种竖压站用负载敏感恒功率液压系统，包括负载敏感泵，负载敏感泵连接有负载敏感阀，负载敏感阀内设有比例阀，比例阀的出油端通过LS管路与负载敏感泵连接在一起，负载敏感阀通过稳压阀连接有压头油缸，比例阀的出油端还设有压力传感器，比例阀和压力传感器连接有控制器。本发明的竖压站用负载敏感恒功率液压系统，通过低产热的容积调速，实现压力、流量与负载匹配，并通过传感器实现闭环控制，恒功率运行，防止电机超载，且稳压阀可实现压头动作平稳均匀，安全可靠。

摘要： 一种具有高负载的恒功率逆变器，包括母线电流检测电路、380V直流母线、逆变H桥电路、220V交流输出电路、220V交流输出检测电路、单片机控制电路、自举驱动电路和母线过流捕捉电路，所述母线电流检测电路连接380V直流母线，所述380V直流母线连接逆变H桥电路，所述逆变H桥电路连接220V交流输出电路和母线电流检测电路，所述220V交流输出电路连接220V交流输出检测电路，所述220V交流输出检测电路连接自举驱动电路，所述自举驱动电路连接逆变H桥电路。使得逆变器能够在接上超出标称功率一倍以上的负载以及各类冲击性负载的情况下正常工作，不会因为过功率或者冲击电流过大而停止工作，从而使用户在使用相同负载的情况下降低的购买成本，增加产品的应用环境。

摘要： 本发明公开了一种大功率高精度恒流电子负载。所述大功率高精度恒流电子负载包括恒定电流误差放大单元、功率单元组和求和单元；其中，恒定电流误差放大单元的第一输入端与求和单元的输出端连接，第二输入端接入恒定电流控制电压信号；功率单元组包括n个并联的功率单元，每个功率单元的输入端均与恒定电流误差放大单元的输出端连接；n个功率单元的输出端分别接电阻做平均运算后与设置电流对比并累加实现求和单元。本发明由多个功率单元组构成，可实现大功率；各功率单元组中，其最大电流值较高，可设置更小的电流，实现高精度以及宽电压范围；各功率单元组中，具有内部的闭环反馈控制，可实现恒流闭环控制，增强电子负载的稳定性以及可靠性。

摘要： 本实用新型公开了一种具有恒功率恒效率特性的多负载无线输电系统，包括发射装置和至少2个接收装置；发射装置由依次相连的直流电源、全桥逆变器、发射侧谐振电容模块、发射线圈、电流采样电路、过零比较器和驱动器组成，发射侧谐振电容模块包括发射侧开关控制器、发射侧通信模块和至少2条并联的开关电容支路，每条开关电容支路均由一个发射侧开关和一个发射侧谐振电容串联而成；每个接收装置均由串联在一起的接收线圈、接收侧谐振电容模块和负载组成，接收侧谐振电容模块包括依次相连的接收侧谐振电容、接收侧开关、接收侧开关控制器和接收侧通信模块。本实用新型具有恒功率恒效率特性，系统空间自由度高、鲁棒性强，电路结构简单，易于实现。

摘要： 本公开提供一种基于恒功率负载的交直变换器及其控制方法，方法包括：基于交直变换器中开关单元的输出电流iodc和直流侧电压vdc，得到恒功率负载的功率观测值PCPL*；基于功率观测值PCPL*计算交直变换器的输出有功电流的预测值iod1*；基于输出直流电压vdc和参考电压vdc*进行非线性比例积分调节，得到参考电流修正值△iod*；基于参考电流修正值△iod*和预测值iod1*得到交流输出电流的参考有功分量iod*；基于交流输出电流的参考有功分量iod*、交流侧线电流的有功分量iod、交流侧线电流的无功分量ioq和交流输出电流的参考无功分量ioq*，得到交直变换器输出线电压的有功分量vod和无功分量voq；基于有功分量vod和无功分量voq对交直变换器的开关单元进行控制。

摘要： 交直流微电网被认为是分布式发电的一种有效的解决方案。本发明提出一种考虑恒功率负载与小信号稳定性的系统及控制方法，涉及电力电子领域；本发明建立了微电网中包括源侧的输出阻抗和负载侧包括恒功率负载的输入阻抗模型，然后提出了一种级与内模原理的模糊准比例谐振控制方法的，然后对推导的小信号模型进行小信号稳定性分析，研究带有恒功率负载对系统的影响，由于方法在高频有高的幅值裕度，因此提出的模糊比例谐振控制能够增强微电网的小信号稳定性。最后通过pscad和matlab仿真说明了该控制方法的有效性。