双重移相控制与传统移相控制相结合的双有源桥式DC-DC变换器优化控制策略 被引量：56

1

作者 吴俊娟 孟德越 +2 位作者 申彦峰 沈虹 孙孝峰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期97-105,共9页

为减小双有源桥式DC-DC变换器的功率损耗,提出一种双重移相加传统移相控制的优化控制策略,保证漏感电流有效值最小,同时使得所有开关管实现零电压开通(ZVS)软开关。首先分析变换器在传统移相和双重移相下的传输功率特性和软开关范围。... 为减小双有源桥式DC-DC变换器的功率损耗,提出一种双重移相加传统移相控制的优化控制策略,保证漏感电流有效值最小,同时使得所有开关管实现零电压开通(ZVS)软开关。首先分析变换器在传统移相和双重移相下的传输功率特性和软开关范围。在此基础上,通过建立漏感电流有效值、传输功率及软开关条件的数学模型,得出一条最优控制轨迹。该轨迹确保变换器工作于最小电流有效值状态且可以实现ZVS软开关,从而显著减小系统的导通损耗和开关损耗,实现了双有源桥变换器的优化控制。实验结果验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。 展开更多

关键词 双有源桥式DC-DC变换器 双重移相控制 电流有效值 优化控制

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一种改进的光伏系统MPPT控制算法 被引量：21

2

作者 吴俊娟 姜一达 +1 位作者 王强 孙孝峰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期478-484,共7页

在分析传统扰动观测法缺点的基础上,提出改进的控制算法,使光伏系统具有检测系统稳定状态的能力,并根据检测到的状态进行相应控制,实现了系统稳态占空比无扰动、母线电压无波动。在考虑光照强度、温度、负载重载(轻载)、母线电压扰动的... 在分析传统扰动观测法缺点的基础上,提出改进的控制算法,使光伏系统具有检测系统稳定状态的能力,并根据检测到的状态进行相应控制,实现了系统稳态占空比无扰动、母线电压无波动。在考虑光照强度、温度、负载重载(轻载)、母线电压扰动的情况下对改进控制算法进行MATLAB仿真,并进行实验验证。实验结果证明改进的控制算法比传统算法跟踪稳定性更好、精度更高。 展开更多

关键词 改进控制算法 扰动观测法 最大功率跟踪 光伏系统

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并联BUCK变换器中的混沌研究 被引量：14

3

作者 吴俊娟 邬伟扬 孙孝峰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第22期51-55,共5页

开关式DC/DC变换器是一个强的非线性控制系统,变换器满足一定条件时,就会产生各种类型的分叉和混沌。该文采用基于主从控制的并联Buck变换器为研究对象,详细推导了并联Buck变换器的动力学方程,通过仿真得到了在一定范围内改变参数时引... 开关式DC/DC变换器是一个强的非线性控制系统,变换器满足一定条件时,就会产生各种类型的分叉和混沌。该文采用基于主从控制的并联Buck变换器为研究对象,详细推导了并联Buck变换器的动力学方程,通过仿真得到了在一定范围内改变参数时引起的分叉和混沌现象。并且借鉴非线性动力学中的Jacobian矩阵法对系统不动点的稳定性进行了分析,通过其特征值轨迹形象说明了分叉出现的原因。 展开更多

关键词 电力电子 并联变换器 非线性 分叉 混沌 Jacobian矩阵

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串联谐振变换器的最优轨迹控制 被引量：4

4

作者 吴俊娟 何超 +1 位作者 孙孝峰 邬伟扬 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2010年第4期33-35,共3页

介绍了串联谐振变换器的最优轨迹控制法。首先分析了串联谐振变换器的4种工作模式,然后以谐振电感电流和谐振电容电压为状态变量,基于状态平面分析法推导了系统的最优轨迹控制法则。控制目的是使这两个状态变量跟踪他们期望的稳态轨迹,... 介绍了串联谐振变换器的最优轨迹控制法。首先分析了串联谐振变换器的4种工作模式,然后以谐振电感电流和谐振电容电压为状态变量,基于状态平面分析法推导了系统的最优轨迹控制法则。控制目的是使这两个状态变量跟踪他们期望的稳态轨迹,从而减少暂态振荡并在极短时间内达到稳态。实验结果表明,最优轨迹控制系统的暂态性能非常好。 展开更多

关键词 变换器 串联谐振 状态平面分析法 最优轨迹控制

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串联谐振变换器的扩展描述函数法建模研究 被引量：7

5

作者 吴俊娟 孙孝峰 邬伟扬 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2011年第4期22-24,共3页

采用扩展描述函数法建立了串联谐振DC/DC变换器的小信号等效电路模型。通过仿真得到了频率特性曲线,分析了电路主要参数,包括输入电压、品质因数、占空比和开关频率对系统频率特性的影响。然后搭建了实际电路,利用频率特性分析仪测量了... 采用扩展描述函数法建立了串联谐振DC/DC变换器的小信号等效电路模型。通过仿真得到了频率特性曲线,分析了电路主要参数,包括输入电压、品质因数、占空比和开关频率对系统频率特性的影响。然后搭建了实际电路,利用频率特性分析仪测量了基于移相控制的串联谐振变换器的频率特性,实验结果与仿真结果具有良好的一致性,说明应用扩展描述函数法可较为准确地对谐振变换器建模。 展开更多

关键词 串联谐振变换器 扩展描述函数法 小信号等效电路

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基于移相控制的串联谐振变换器稳态分析 被引量：5

6

作者 吴俊娟 邬伟扬 代明辉 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2010年第2期34-36,共3页

将基波分析法应用到基于移相控制的串联谐振变换器,以电路稳态模型为基础计算出变换器的电压增益、电路阻抗、谐振电容电压和谐振电感电流、电压电流应力及功率,得到这些量与工作频率、占空比及等效负载品质因数之间的数学表达式,并通... 将基波分析法应用到基于移相控制的串联谐振变换器,以电路稳态模型为基础计算出变换器的电压增益、电路阻抗、谐振电容电压和谐振电感电流、电压电流应力及功率,得到这些量与工作频率、占空比及等效负载品质因数之间的数学表达式,并通过仿真图形进行直观显示。最后通过搭建的电路进行了实验验证。 展开更多

关键词 变换器 串联谐振 移相控制 基波分析法

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串联谐振型双重有源变换器在直流分布式系统中应用 被引量：3

7

作者 吴俊娟 邬伟扬 孙孝峰 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期96-100,共5页

为满足直流分布式系统间的能量调度需求,提出了一种新颖的双向DC/DC变换器——串联谐振型双重有源全桥变换器。通过对激励谐振、自由谐振和零自由谐振3种模式的分析,详细介绍了以高频谐振电流为基础传递能量的谐振变换器的工作原理。能... 为满足直流分布式系统间的能量调度需求,提出了一种新颖的双向DC/DC变换器——串联谐振型双重有源全桥变换器。通过对激励谐振、自由谐振和零自由谐振3种模式的分析,详细介绍了以高频谐振电流为基础传递能量的谐振变换器的工作原理。能量的双向传输是通过控制谐振电流来实现的。以不同母线间的电压差作为能量流动方向的判断依据,给出了基于谐振槽瞬时能量控制的双闭环控制方案。实验验证了串联谐振型双重有源全桥变换器工作原理分析的正确性,同时也验证了所提出的直流分布式母线间能量双向流动控制方案的可行性。研究结果表明,该变换器可双向传输能量,所有开关工作于定频、定宽状态,全程可实现零电流开关,能量传输效率高。 展开更多

关键词 双向变换器 串联谐振 双重有源全桥变换器 直流分布式母线 能量控制 零电流开关

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基于描述函数法的谐振变换器自持振荡研究 被引量：4

8

作者 吴俊娟 孙孝峰 邬伟扬 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2011年第2期53-55,共3页

谐振变换器是一种强非线性系统,自持振荡是非线性系统中经常出现的现象。这里以基于自持振荡控制的串联谐振变换器为研究对象,首先分析了自持振荡控制模式的工作原理,然后将非线性理论中的扩展Nyquist稳定判据和扩展描述函数法引入到系... 谐振变换器是一种强非线性系统,自持振荡是非线性系统中经常出现的现象。这里以基于自持振荡控制的串联谐振变换器为研究对象,首先分析了自持振荡控制模式的工作原理,然后将非线性理论中的扩展Nyquist稳定判据和扩展描述函数法引入到系统分析中,推导出系统产生自持振荡的条件,并分析了自持振荡点的稳定性,接着推导了自持振荡控制模式下系统的静态特性,最后通过实验验证了系统的优良性能。 展开更多

关键词 谐振变换器 自持振荡控制 描述函数法

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串联谐振型双有源桥变换器的软开关特性研究 被引量：4

9

作者 吴俊娟 李玉慈 +2 位作者 张震 文平辉 孙孝峰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3005-3011,共7页

基于传统单移相控制的串联谐振型双有源桥变换器在宽电压增益下的零电压开关(ZVS)工作范围较窄,为了扩展软开关范围,该文采用双重移相控制。分析双重移相控制下的串联谐振型双有源桥变换器的工作原理和稳态特性;详细分析移相角区域选择... 基于传统单移相控制的串联谐振型双有源桥变换器在宽电压增益下的零电压开关(ZVS)工作范围较窄,为了扩展软开关范围,该文采用双重移相控制。分析双重移相控制下的串联谐振型双有源桥变换器的工作原理和稳态特性;详细分析移相角区域选择对软开关条件难易程度的影响;并对ZVS特性进行深入分析,得出由输出功率标幺值与电压增益决定的ZVS软开关范围。研究表明当电压增益和负载宽范围变化时,双重移相控制可明显扩大软开关工作范围。实验验证双重移相控制在宽电压增益时的软开关优越性。 展开更多

关键词 双有源桥变换器 串联谐振 单移相控制 双重移相控制 ZVS

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载波移相调制下模块化多电平变换器的两类共模电压机理分析 被引量：3

10

作者 吴俊娟 付欢帅 +3 位作者 滕甲训 张永锐 张㼆 孙孝峰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4736-4747,共12页

在载波移相脉宽调制下,适用于中压应用的模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)存在两类共模电压(common-mode voltage,CMV)问题,即系统共模电压(system CMV,SCMV)与桥臂共模电压(arms CMV,ACMV)。目前还未有学者对两类... 在载波移相脉宽调制下,适用于中压应用的模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)存在两类共模电压(common-mode voltage,CMV)问题,即系统共模电压(system CMV,SCMV)与桥臂共模电压(arms CMV,ACMV)。目前还未有学者对两类CMV的产生机理和基本成分进行详尽的分析,文中以开关函数和子模块电容电压波动为出发点,进而得出两类CMV的基本成分和产生来源,然后对SCMV影响下的轴电压和轴电流及ACMV影响下的桥臂环流进行分析;利用得到的两类CMV的表达式对CMV抑制策略下两类CMV的相互关系进行分析,并对两类CMV的机理分析进行仿真和实验验证,为研究两类CMV对MMC系统产生的影响及其抑制策略提供理论依据。 展开更多

关键词 载波移相脉宽调制 模块化多电平换流器 系统共模电压 桥臂共模电压 桥臂环流

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串联谐振型三相双有源桥变换器损耗分析 被引量：2

11

作者 吴俊娟 程亚伟 +1 位作者 燕祥伟 孙孝峰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期149-156,共8页

以基于变压器星-角连接的串联谐振型三相双有源桥DC-DC变换器为研究对象。首先,对其工作原理进行详细分析,并推导电感电流、功率表达式,以及软开关条件;其次,将变压器副边电路折算至原边,使谐振变换器的电路模型得到大大简化,并以此为... 以基于变压器星-角连接的串联谐振型三相双有源桥DC-DC变换器为研究对象。首先,对其工作原理进行详细分析,并推导电感电流、功率表达式,以及软开关条件;其次,将变压器副边电路折算至原边,使谐振变换器的电路模型得到大大简化,并以此为基础进行电路参数选择和硬件设计;然后,通过对变压器、电感、开关管的功率损耗进行分析,建立串联谐振型三相DAB变换器的总功率损耗模型;最后,设计500 W的实验样机对理论分析和损耗模型的准确性进行了验证。 展开更多

关键词 DC-DC变换器 谐振变换器 损耗 三相 双有源桥

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研究生课程“电力电子系统建模与控制”在国际化背景下的教学改革探索 被引量：3

12

作者 吴俊娟 《教育教学论坛》 2020年第35期191-192,共2页

为促进我学科“双一流”建设,全面提升我专业的研究生国际化教学水平,电力电子系统建模与控制作为电力电子与电力传动专业的一门学位课,打破僵化的纯教学模式,引进国外高水平大学的英文教材,构建教学团队,改进教学方法,旨在全面提升学... 为促进我学科“双一流”建设,全面提升我专业的研究生国际化教学水平,电力电子系统建模与控制作为电力电子与电力传动专业的一门学位课,打破僵化的纯教学模式,引进国外高水平大学的英文教材,构建教学团队,改进教学方法,旨在全面提升学生的专业水平和理论应用能力,培养学生的国际化意识。该教学方法经过教学实践表明,能够较好的完成课程建设目标,课程考核的达成度较高。 展开更多

关键词 研究生 国际化 改革

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一种谐振型双半桥+全桥三端口DC-DC变换器

13

作者 吴俊娟 燕祥伟 +1 位作者 孙孝峰 王晓寰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期432-442,共11页

提出一种谐振型双半桥+全桥三端口DC-DC变换器,各端口间均可实现功率双向流动。首先,分析该三端口DC-DC变换器的工作原理;其次,建立变换器稳态模型并分析功率传输特性和软开关特性;然后,对端口间功率耦合原因进行分析并提出硬件解耦方法... 提出一种谐振型双半桥+全桥三端口DC-DC变换器,各端口间均可实现功率双向流动。首先,分析该三端口DC-DC变换器的工作原理;其次,建立变换器稳态模型并分析功率传输特性和软开关特性;然后,对端口间功率耦合原因进行分析并提出硬件解耦方法;最后,通过磁集成降低磁元件数量,并通过仿真和样机实验验证所提三端口变换器硬件解耦的可行性以及磁设计和控制方案的正确性。 展开更多

关键词 DC-DC变换器 谐振变换器 软开关 硬件解耦 磁集成

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一种改进的最优轨迹控制策略

14

作者 吴俊娟 孙孝峰 邬伟扬 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2011年第3期1-3,共3页

提出一种改进的最优轨迹控制策略,介绍了控制方法,并利用状态平面分析法得到了谐振变换器在改进最优轨迹控制方式下的状态平面图。然后根据状态平面图详细推导了开关频率高于谐振频率时的控制法则,以及开关频率低于谐振频率时的控制法... 提出一种改进的最优轨迹控制策略,介绍了控制方法,并利用状态平面分析法得到了谐振变换器在改进最优轨迹控制方式下的状态平面图。然后根据状态平面图详细推导了开关频率高于谐振频率时的控制法则,以及开关频率低于谐振频率时的控制法则。最后搭建了闭环电路,通过实验验证了控制法则的正确性,结果表明,改进的最优轨迹控制方案不但具有移相及定频控制的优点,还具有最优轨迹控制响应速度快的优点。 展开更多

关键词 变换器 移相控制 最优轨迹控制

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一种Boost型宽电压范围输入LLC谐振变换器 被引量：58

15

作者 孙孝峰 申彦峰 +2 位作者 朱云娥 刘飞龙 吴俊娟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第15期3895-3903,共9页

传统的桥式LLC谐振变换器不适合宽电压范围输入,且其输入电流断续。为此提出了一种新型的Boost型LLC谐振变换器。通过集成两个交错并联的Boost电感,不仅可以拓宽LLC变换器的增益范围,而且可以显著减小输入电流的纹波,因此该变换器适合... 传统的桥式LLC谐振变换器不适合宽电压范围输入,且其输入电流断续。为此提出了一种新型的Boost型LLC谐振变换器。通过集成两个交错并联的Boost电感,不仅可以拓宽LLC变换器的增益范围,而且可以显著减小输入电流的纹波,因此该变换器适合用在光伏、燃料电池等可再生能源发电系统中。与传统的脉冲频率调制控制相比,该变换器采用定频脉冲宽度调制控制,励磁电感和Boost电感对变换器的增益特性影响很小,可以简化谐振参数的设计,同时定频控制也有利于磁性元器件和滤波电路的设计。首先介绍了该变换器的工作原理;然后通过时域分析,对该变换器的增益特性进行了深入研究;之后对变换器的ZVS软开关条件进行了详细的分析;最后建立了一台120~240 V输入、24 V/25 A输出的实验样机,实验结果验证了变换器的实用性及理论分析的正确性。 展开更多

关键词 LLC 交错并联Boost 定频控制 脉冲宽度调制 宽输入电压范围

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串联谐振高频链逆变电源数学模型分析 被引量：15

16

作者 金晓毅 邬伟扬 +1 位作者 孙孝峰 吴俊娟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第27期23-28,共6页

首先从串联谐振高频链逆变电源的工作原理及相应的控制策略出发,得到各谐振模式下的状态方程;通过整合谐振模式控制信号、象限判断信号及谐振电流极性判别信号,得到所有谐振模式统一的状态方程;利用谐振槽等效的方法,进一步简化系统的... 首先从串联谐振高频链逆变电源的工作原理及相应的控制策略出发,得到各谐振模式下的状态方程;通过整合谐振模式控制信号、象限判断信号及谐振电流极性判别信号,得到所有谐振模式统一的状态方程;利用谐振槽等效的方法,进一步简化系统的数学模型,得到逆变器的降阶状态方程;在此基础上,文章利用Matlab软件分析和比较了原逆变电源和降阶等效系统的在随机控制信号及阶跃信号下的响应,验证了等效模型的正确性;同时还将基于降阶系统构建的控制器应用于实验样机,其优良的负载突变响应也验证了等效模型的正确性。 展开更多

关键词 串联谐振 谐振槽 等效电感 高频链逆变电源

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高频正弦波电流下IGBT能带结构和开关特性分析 被引量：5

17

作者 孙孝峰 金晓毅 +1 位作者 邬伟扬 吴俊娟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期101-106,共6页

基于能带理论——载流子浓度分布与电极距离函数的宏观体现,该文提出了一种IGBT在高频正弦波电流及零电流开关条件下开关动态特性的分析方法。首先介绍了功率器件在实际电路中的工作条件,其次提出了IGBT的能带结构图,并通过对独立元件... 基于能带理论——载流子浓度分布与电极距离函数的宏观体现,该文提出了一种IGBT在高频正弦波电流及零电流开关条件下开关动态特性的分析方法。首先介绍了功率器件在实际电路中的工作条件,其次提出了IGBT的能带结构图,并通过对独立元件、稳态及暂态时的能带图的分析比较,得出开关动态特性,并给出开关时刻的电压电流初值及能带图;实验结果也验证了IGBT在高频正弦波电流下零电流开关的开关特性;根据这个特性,文章采用随谐振电流大小微调开关频率的方法,来实现功率管电压过冲的完全抑制。 展开更多

关键词 能带理论 零电流开关 开关动态特性 功率半导体器件 电压过冲 串联谐振

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双有源桥四绕组变压器双向DC-DC变换器 被引量：7

18

作者 刘飞龙 张涵 +2 位作者 孙孝峰 张绘欣 吴俊娟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期4272-4282,共11页

基于传统的双有源桥(DAB)电路在变压器一次、二次绕组均将中心抽头引出,分别连接到两侧分压电容中点处,提出一种具有四绕组变压器结构的双有源桥双向DC-DC变换器拓扑,其采用三重移相控制(TPS),在同时具有升降压增益特性的应用场合下,保... 基于传统的双有源桥(DAB)电路在变压器一次、二次绕组均将中心抽头引出,分别连接到两侧分压电容中点处,提出一种具有四绕组变压器结构的双有源桥双向DC-DC变换器拓扑,其采用三重移相控制(TPS),在同时具有升降压增益特性的应用场合下,保留了传统DAB优点的同时,两侧引出的中心抽头在低功率等级下又能够为一次、二次侧最差软开关条件的功率开关管提供零电压开通的反向电流,进一步拓宽了软开关范围。本文首先介绍了改进型双向变换器的拓扑演化过程及基本电路构成,通过对电路进行等效化简,推导出其三角形等效电路模型;其次对电路在TPS调制方式下的工作模式进行分类,并以正向模式(Ⅰ-1)A为例对电路的稳态工作过程进行分析;然后分析变换器软开关特性,在电压增益分别处于升降压特性时,分别以桥内移相角φ1与φ2作为主变量进行控制,能够保证全功率范围下的所有功率管的软开关实现;最后建立了1kW实验样机,验证了上述分析的正确性。 展开更多

关键词 双有源桥电路 双向DC-DC变换器 中心抽头变压器 移相控制 零电压开关

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单相光伏并网逆变器PDFI控制技术研究 被引量：3

19

作者 王德玉 吴俊娟 +1 位作者 郭小强 邬伟扬 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2012年第5期52-53,共2页

快速精确的电流控制是实现光伏系统并网运行的关键之一。针对传统比例积分PI并网电流控制存在稳态误差的问题,提出一种比例延时反馈积分(PDFI)控制。该方案无需坐标变换,仅需在传统PI控制基础上加入简单反馈回路即可实现并网电流的零稳... 快速精确的电流控制是实现光伏系统并网运行的关键之一。针对传统比例积分PI并网电流控制存在稳态误差的问题,提出一种比例延时反馈积分(PDFI)控制。该方案无需坐标变换,仅需在传统PI控制基础上加入简单反馈回路即可实现并网电流的零稳态误差控制。理论分析、仿真和实验结果验证了所提出方案的有效性。 展开更多

关键词 并网逆变器 电流控制 稳态误差 比例延时反馈积分

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基于小波变换的分布式发电系统并网电流分析

20

作者 朱艳萍 杨秋霞 吴俊娟 《机床与液压》 北大核心 2008年第B07期232-234,共3页

随着分布式发电系统的利用日益增多,电力系统结构发生了改变,如何获得高性能、安全的电能成为一个挑战性的问题。对于带有逆变器的并网系统,分析逆变器输出电流是一项关键技术。提出利用小波变换来分析并网电流波形,实现了使用小波消除... 随着分布式发电系统的利用日益增多,电力系统结构发生了改变,如何获得高性能、安全的电能成为一个挑战性的问题。对于带有逆变器的并网系统,分析逆变器输出电流是一项关键技术。提出利用小波变换来分析并网电流波形,实现了使用小波消除噪声信号及检测扰动信号,该方法可以提高分布式发电系统的性能。仿真结果证明了该技术的有效性。 展开更多

关键词 电能质量 分布式发电系统 并网 小波变换

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