功率解耦

摘要： 单级微型逆变器因结构简单、成本低而广泛应用于光伏发电。但存在的二倍工频脉动势必造成光伏侧电压、电流较大波动,导致最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)控制器设计困难。现有采用电解电容的无源解耦方案导致逆变器使用寿命缩短。对此,文章提出一种具有功率解耦能力的反激电流型微型逆变器。该拓扑通过创造功率解耦路径,有效降低了母线电压对电容的依赖,为薄膜电容替换电解电容提供了可能。同时,通过拓扑推演,获得拥有较小电流应力的电路连接方式。最后,搭建100 W的实验样机,证明了所提逆变器的正确性和可行性。

摘要： 为消除电解电容对高亮度发光二极管(HB-LEDs)寿命的影响,并迎合轻量化设计理念,提出一种具有功率解耦能力的单级无桥式虚拟三端口整流器。该拓扑采用路径优化的方式缩短能量传输路径,并通过功率器件共享的方式实现多级整合,极大地提升了器件利用率与电路功率密度;虚拟第三端口专用于功率解耦,从而有效缓解系统对大电容的依赖,为薄膜电容替代电解电容提供可能。此外,所提整流器可实现功率因数校正(PFC),控制单元简单、易行。该文分析该整流器的工作原理,详述关键电路的参数设计,并通过额定输出功率为90W的实验样机验证了该整流器的优越性。

摘要： 为应对整流器内部损耗少、能量传输路径短的新趋势,同时消除影响系统稳定性的电解电容元件,提出一种具有功率解耦能力的单级整流器。与现有工作比较,所提整流器功率器件可分时复用,实现了低成本和高功率密度运行。基于能量路径优化推演,大部分能量可直接转移到负载,无需中间环节,保证了较高的转化效率;采用较大电压纹波的薄膜电容替代电解电容消纳脉动功率,有效衰减了母线电压对大电容的依赖,延长了系统整体寿命。此外,所提整流器可实现自动功率因数校正(PFC),控制策略简单易行,可获得近似1的功率因数。最后,搭建额定输出功率110W的实验样机,验证了该整流器的可行性。

摘要： 柔性直流输电(VSC-HVDC)在大规模可再生能源发电、远距离输电、电网互联等领域具有广阔的应用前景,其有功功率和无功功率的控制是保障VSC-HVDC运行的关键。此处针对换流站有功功率和无功功率调节存在的复杂耦合问题,在分析一拍延时对d,q轴解耦方法影响的基础上,提出基于复系数矢量控制器(CVC)解耦方法,分析了CVC解耦有效性。然后,针对所提CVC解耦,研究了延时补偿策略,抑制一拍延时影响。最后,提出了临界阻尼参数设计方法,避免了功率调节过程中振荡。仿真与实验验证了所提CVC解耦方法的有效性。

摘要： 传统单相光伏并网逆变器输出功率中含有的两倍工频功率脉动引起的低频输入电流纹波,严重影响了光伏电池板工作效率及逆变器可靠性,为此,提出了一种具有功率解耦功能的新型单级式反激并网逆变器,通过引入辅助电路实现了对二次脉动功率的抑制,同时该辅助电路可为高频隔离变压器漏感能量进一步提供回馈通路,有效延长了逆变器工作寿命及其电路可靠性。这里详细给出并讨论了所提出新型拓扑的工作机理、关键参数设计及其基本控制策略。最后在实验室搭建了一台额定功率为90W的原理样机,充分验证了所提出的新型单级式反激并网逆变器电路拓扑的正确性及其控制策略的有效性。

摘要： 近年来,随着人们对新能源和环境问题的关注,清洁能源越来越多的受到重视,极大地推动了光伏逆变器的发展.微型逆变器以其即插即用、体积小、灵活安全等特点,在智能电网及户用场合得到广泛应用.然而,直流侧电解电容限制了微型逆变器的寿命和功率密度.提出了一种基于功率解耦的单级隔离型微型逆变器拓扑,该拓扑具有处理直流二次脉动功率的能力,直流母线侧可采用薄膜电容,进一步提高了系统寿命.详细分析了该新型拓扑的工作模态,并设计了100 W原理样机以验证其有效性.

摘要： 为了消除高峰均功率比低频脉冲负载对有限容量机载交流供电系统的周期性冲击等不利影响,对开关器件进行集成和复用,提出了能够同时提供功率解耦端口和直流输出端口的三端口功率解耦整流器.通过将三端口整流器与DC/DC变换器组合,构造出集成低频脉冲功率解耦端口的机载电源系统,实现了直流侧周期性脉动功率和交流源侧功率的解耦,并保证低频脉冲负载正常供电需求.详细分析了三端口整流器的工作原理,提出了与之相适应的功率控制方法和调制策略,基于开关器件分时复用原理,实现了交流端口到两个直流端口的功率传输和分配,并实现了两个直流端口功率切换过程的平滑过渡.实验结果验证了所提三端口脉冲功率解耦整流器的有效性和可行性.

摘要： 级联H桥AC/DC型电力电子变压器中的高频直流环节通常采用双有源桥电路DAB(dual-active bridge),并通过移相控制方式进行能量传递.单移相控制会在DAB中引入回流功率,增加系统损耗.在由理想直流电压源供电的DAB中,通过改进的移相控制可以显著抑制回流功率.然而在电力电子变压器PET(power electronic transformer)中,交流电网侧的PWM整流环节会引入二次脉动功率,导致其高频直流环节的输入/输出电压变比存在低频脉动,使得现有的回流功率抑制方法难以获得期望效果.针对这一问题,分析了在PET模块电容电压存在低频脉动的情况下,采用单移相和扩展移相两种控制方式下的回流功率分布特征;同时,结合功率通道型三相AC/DC电力电子变压器,提出了功率解耦和扩展移相协同控制的回流功率抑制方法;通过功率解耦控制,抑制模块电容电压中的低频脉动,维持高频直流环节输入/输出电压变比恒定,并结合扩展移相控制,抑制PET中的回流功率.仿真和实验结果验证了所提方案可以有效抑制三相AC/DC型PET中高频直流环节内的低频脉动功率及回流功率.

摘要： 针对井下LED照明设备对低压直流供电可靠性的要求,采用Buck型复合式H桥拓扑对AC-DC变换器的整流级进行了设计,使整流级既可以参与单位功率因数整流,又能够实现对纹波扰动的抑制.文章详细分析了Buck型复合式H桥整流器的工作原理、电路等效模型,推导了实际被控量的开关状态函数,提出了一种电压前馈解耦控制策略,在此基础上对解耦电路的关键参数进行设计.最后通过仿真验证了控制策略和解耦电路参数的正确性.

摘要： 针对两级式单相光伏并网逆变器交、直流侧功率不平衡问题,提出一种对称半桥拓扑的有源功率解耦电路控制方法,给出了解耦电路的参数计算过程及控制器设计方法,并进行了理论分析.搭建了采用薄膜电容的有源解耦电路、采用电解电容的有源解耦电路和全电解电容的无源解耦电路3种实验电路,从直流母线电容容量、解耦电路成本、体积和寿命等几个方面对其进行了应用对比.最后,结合户外光伏发电应用,给出1kW采用薄膜电容的光伏并网逆变电路的仿真与实验结果,验证了所提有源功率解耦控制策略的有效性.

摘要： 本文提出了一种具有解耦功能的新型单级反激并网逆变器,引入辅助电路处理功率脉动并且使用长寿命的薄膜电容来取代寿命有限的电解电容,大大延长了逆变器寿命.该辅助电路不仅负责功率解耦,它也为变压器漏感能量提供了回馈通路.文中将详细介绍该拓扑的工作原理,关键参数设计及控制.为了验证其合理性,搭建了90W的原理样机,实验结果证明了该逆变器的优点.

摘要： 双馈式风力发电系统是目前运用最为广泛、技术最为成熟的变速恒发电方案,目前,变流器大都采用带位置的传感器进行转速和位置测量,不但增加了系统的成本,而且降低了风电系统的可靠性。文中基于模型自适应参考模型设计了新型的无位置传感器,并基于此传感器设计了风电变流器功率解耦控制器。

摘要： 直流换流站的无功控制策略直接影响交直流电网之间的无功功率交换和电压运行情况,而现有潮流计算方法由于忽略交直流电网之间的无功电压作用,导致计算结果的准确性较低.为此,提出一种考虑直流换流站无功控制特性的交直流电网双解耦潮流计算方法.首先对交直流系统进行功率解耦,交流系统潮流计算时将直流等效为恒功率节点,进而根据交流侧母线电压结果计算换流变压器的分接头;然后将交流系统潮流方程进行PQ解耦,建立包含直流无功控制策略、直流侧潮流方程以及交流系统无功功率约束的无功优化模型,采用内点法求解得到电网电压和直流控制变量的准确解;最后以4回直流接入下的江苏电网为例进行仿真计算,结果证明了所提算法的有效性.

摘要： 微逆变器采用独立发电单元单独控制，有效的解决了局部遮挡所带来的功率损失等问题，已逐步成为光伏发电行业的一种趋势。衡量微逆变器性能主要从效率和稳定性两方面考虑，一方面，独立发电单元为保证效率，一般转换级不会过多，减少整体损耗的同时，降低成本；另一方面，传统功率解耦时通常选用电解电容减小输入电压纹波，电解电容寿命一般在5-10年，且随温度变化波动较大，很难与光伏电池板的20-25年的使用寿命相匹配，不利于整体系统的稳定。本文给出一种高频变压器副端利用薄膜电容功率解耦的三级拓扑方案，通过闭环其副端整流电压完成系统的前级MPPT 及并网电流控制。实验结果证明方案效率为88.7%。

摘要： 在基于电网电压定向的两相同步旋转坐标系下，对双馈电机的数学模型进行了研究。进而提出一种双闭环空载并网控制策略，并且给出了控制器的设计方法。对提出的控制策略搭建了仿真模型,并且在实验平台上进行了验证。仿真和实验结果表明，控制系统不仅实现了在变速情况下的柔性平滑并网，而且在并网后可以对有功功率和无功功率进行解耦控制。

摘要： 在基于电网电压定向的两相同步旋转坐标系下，对双馈电机的数学模型进行了研究。进而提出一种双闭环空载并网控制策略，并且给出了控制器的设计方法。对提出的控制策略搭建了仿真模型,并且在实验平台上进行了验证。仿真和实验结果表明，控制系统不仅实现了在变速情况下的柔性平滑并网，而且在并网后可以对有功功率和无功功率进行解耦控制。

摘要： 在基于电网电压定向的两相同步旋转坐标系下，对双馈电机的数学模型进行了研究。进而提出一种双闭环空载并网控制策略，并且给出了控制器的设计方法。对提出的控制策略搭建了仿真模型,并且在实验平台上进行了验证。仿真和实验结果表明，控制系统不仅实现了在变速情况下的柔性平滑并网，而且在并网后可以对有功功率和无功功率进行解耦控制。

摘要： 在基于电网电压定向的两相同步旋转坐标系下，对双馈电机的数学模型进行了研究。进而提出一种双闭环空载并网控制策略，并且给出了控制器的设计方法。对提出的控制策略搭建了仿真模型,并且在实验平台上进行了验证。仿真和实验结果表明，控制系统不仅实现了在变速情况下的柔性平滑并网，而且在并网后可以对有功功率和无功功率进行解耦控制。

摘要： 在基于电网电压定向的两相同步旋转坐标系下，对双馈电机的数学模型进行了研究。进而提出一种双闭环空载并网控制策略，并且给出了控制器的设计方法。对提出的控制策略搭建了仿真模型,并且在实验平台上进行了验证。仿真和实验结果表明，控制系统不仅实现了在变速情况下的柔性平滑并网，而且在并网后可以对有功功率和无功功率进行解耦控制。

摘要： 本发明公开了一种核反应堆功率和轴向功率分布强化学习解耦控制方法，利用强化学习技术消除压水堆机械补偿运行模式下堆芯冷却剂平均温度控制子系统和轴向功率偏移控制子系统之间的耦合效应；分别利用两个独立的强化学习前馈补偿模块对堆芯冷却剂平均温度控制子系统和轴向功率偏移控制子系统给出的M棒组和AO棒的棒速进行补偿，消除M棒组和AO棒在调节堆芯功率和轴向功率分布时的耦合效应。本发明能够实现压水堆机械补偿运行模式下堆芯功率和轴向功率分布的解耦控制。

摘要： 虚拟同步机功率二阶解耦控制器，由给定电流计算模块(1)、参考电流合成模块(2)、交叉解耦模块(3)依次串联而成，所述控制器设置于传统VSG控制器的后级，其输入信号来自于上级VSG控制器以及测量单元，其输出信号输入VSG并网逆变器的PWM波生成装置。本发明还包括虚拟同步机功率二阶解耦控制器的功率解耦控制方法。本发明从VSG功率耦合机理出发，在虚拟阻抗法的基础上，利用动态虚拟电流进行动态功率补偿，消除了P‑V及Q‑δ的耦合；采用了功率二阶解耦策略，在传统的虚拟同步机功率一阶解耦策略的基础上，充分考虑了二阶功角变化量。在面对功角产生较大变化的情况时，该二阶策略相较于一阶策略有更好的解耦效果。

摘要： 本发明涉及微型单相光伏并网逆变器技术领域，具体公开了一种具有主动功率解耦功能的单相并网逆变器及其功率解耦控制方法，逆变器包括升降压变流器、单相两桥臂逆变电路、交流低通输出滤波电路以及主动功率解耦电路，所述主动功率解耦电路嵌入所述单相两桥臂逆变电路中组成三桥臂逆变电路；逆变器的直流输入源与所述升降压变流器的输入端连接，其间并联一输入滤波电容，所述升降压变流器的输出端与所述三桥臂逆变电路的输入端连接，所述三桥臂逆变电路输出端与所述交流低通输出滤波电路的输入端连接；采用采用脉宽能量调制法进行功率解耦控制。本发明可以使用非电解电容作为解耦电容，避免使用电解电容，从而延长逆变器的故障间隔时间，提高系统的可靠性。

摘要： 本发明公开了一种串联型功率解耦无电解电容PFC电路及解耦控制方法，包括市电整流电路、PFC电路、单相全桥逆变电路、滤波电容、模拟控制电路。本发明的有益效果是：(1)该PFC无需电解电容，系统可靠性高，使用寿命长；(2)解耦电路直流侧电容电压低，对耐压要求不高，有利于器件选择；(3)控制电路的给定值没有提取负载侧的响应，对负载变化不敏感，提高电路运行的稳定性和可靠性；(4)该PFC流入解耦电路的电流连续，减少解耦电路流出的高频纹波能量；(5)电路结构简单，传输效率高。(6)该解耦电路的控制方法采用PWM调制，开关信号生成电路结构简单。

摘要： 本申请提供一种电流补偿方法、功率解耦电路及功率变换器系统，该方法包括：通过控制功率解耦电路注入的补偿电流的相位角与主功率变换器电路的直流母线侧上的母线电流的交流分量的相位角之间的差值大于或等于180°且小于或等于270°，提高功率解耦电路的损耗补偿能力，使得功率解耦电路采用成本较低且损耗较大的元器件，有益于减小功率解耦电路的体积，还可以基于主功率变换器电路的直流母线侧上的母线电压的交流分量，调节功率解耦电路注入的补偿电流的幅值，综合考虑主功率变换器电路的损耗和功率解耦电路的损耗，优化了功率变换器系统的综合损耗和效率，减小了主功率变换器电路的直流母线侧上的电压纹波，保证了良好的电流补偿抵消效果。

摘要： 本发明提供一种有源功率解耦电路、有源功率解耦方法及装置，电路包括：解耦控制器、第一开关管、第二开关管、解耦电感、第一电容及第二电容；第一开关管与第二开关管串联，第一电容与第二电容串联，第一开关管的一端和第一电容的一端连接整流器的上输出端和逆变器的上输入端，第二开关管的一端和第二电容的一端连接整流器的下输出端和逆变器的下输入端；解耦电感连接第一开关管与第二开关管的中点及第一电容与第二电容的中点；解耦控制器与第一开关管及第二开关管的控制端连接，用于根据直流母线电压以及第二电容两端的第二电压控制第一开关管和第二开关管通断。本发明能够实现无电流传感器的有源功率解耦，能够提高可靠性，降低成本。

摘要： 虚拟同步机功率二阶解耦控制器，由给定电流计算模块(1)、参考电流合成模块(2)、交叉解耦模块(3)依次串联而成，所述控制器设置于传统VSG控制器的后级，其输入信号来自于上级VSG控制器以及测量单元，其输出信号输入VSG并网逆变器的PWM波生成装置。本发明还包括虚拟同步机功率二阶解耦控制器的功率解耦控制方法。本发明从VSG功率耦合机理出发，在虚拟阻抗法的基础上，利用动态虚拟电流进行动态功率补偿，消除了P‑V及Q‑δ的耦合；采用了功率二阶解耦策略，在传统的虚拟同步机功率一阶解耦策略的基础上，充分考虑了二阶功角变化量。在面对功角产生较大变化的情况时，该二阶策略相较于一阶策略有更好的解耦效果。

摘要： 本发明涉及微型单相光伏并网逆变器技术领域，具体公开了一种具有主动功率解耦功能的单相并网逆变器及其功率解耦控制方法，逆变器包括升降压变流器、单相两桥臂逆变电路、交流低通输出滤波电路以及主动功率解耦电路，所述主动功率解耦电路嵌入所述单相两桥臂逆变电路中组成三桥臂逆变电路；逆变器的直流输入源与所述升降压变流器的输入端连接，其间并联一输入滤波电容，所述升降压变流器的输出端与所述三桥臂逆变电路的输入端连接，所述三桥臂逆变电路输出端与所述交流低通输出滤波电路的输入端连接；采用采用脉宽能量调制法进行功率解耦控制。本发明可以使用非电解电容作为解耦电容，避免使用电解电容，从而延长逆变器的故障间隔时间，提高系统的可靠性。

摘要： 本发明公开了一种串联型功率解耦无电解电容PFC电路及解耦控制方法，包括市电整流电路、PFC电路、单相全桥逆变电路、滤波电容、模拟控制电路。本发明的有益效果是：(1)该PFC无需电解电容，系统可靠性高，使用寿命长；(2)解耦电路直流侧电容电压低，对耐压要求不高，有利于器件选择；(3)控制电路的给定值没有提取负载侧的响应，对负载变化不敏感，提高电路运行的稳定性和可靠性；(4)该PFC流入解耦电路的电流连续，减少解耦电路流出的高频纹波能量；(5)电路结构简单，传输效率高。(6)该解耦电路的控制方法采用PWM调制，开关信号生成电路结构简单。

摘要： 本发明公开了一种四开关交流侧功率解耦电路、解耦控制方法，涉及电工技术领域，使用具有对称结构的四开关功率解耦电路连接在逆变器的交流输出侧，减小光伏侧输出电流纹波，降低了并网电流THD；同时逆变单元与解耦单元总共仅需8个开关管，降低了成本。