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一种提升直流固态变压器全工况动态性能的新型线性化控制策略
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作者 李志祥 裴云庆 +2 位作者 王来利 刘家豪 高韫瑶 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期6475-6487,共13页
该文针对以输入串联-输出并联的双有源桥变换器为核心的直流固态变压器的控制策略展开研究。传统的由输出电压控制和输入均压控制构成的双环控制系统,各控制环的环路增益特性会随负载等工况发生显著变化,控制器参数的设计难以兼顾全工... 该文针对以输入串联-输出并联的双有源桥变换器为核心的直流固态变压器的控制策略展开研究。传统的由输出电压控制和输入均压控制构成的双环控制系统,各控制环的环路增益特性会随负载等工况发生显著变化,控制器参数的设计难以兼顾全工况下的动态性能。为此,该文利用双有源桥变换器的一阶模型特性,基于直流固态变压器的大信号模型,开发了一种新型的线性化控制策略,以实现输出电压控制和输入均压控制的环路模型的线性化,从而简化控制器参数的设计,并增强变换器对不同工况的适应能力。同时,该文所提出的控制策略保留了比例-积分控制的简洁性和鲁棒性,且实现了对负载的补偿作用。仿真和实验结果证实了所提的控制策略可以显著降低直流固态变压器的环路模型和动态特性对工况的敏感程度,有利于实现全工况范围内动态性能的综合优化。 展开更多
关键词 直流固态变压器 双有源桥 线性化控制 输出电压控制 输入均压控制
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LC滤波的三相桥式整流电路网侧谐波分析 被引量:29
2
作者 裴云庆 姜桂宾 王兆安 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2003年第3期34-36,共3页
对于广泛使用的三相桥式整流电容滤波电路 ,在直流侧接入电抗器是提高电路输入功率因数降低谐波电流的有效方法。通过分析得出了电路各项输入指标与参数间的理论关系式 ,为电路分析设计提供了有效的工具。
关键词 整流电路 谐波 功率因数/三相桥式
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电力电子系统的计算机仿真及参数优化算法 被引量:11
3
作者 裴云庆 段雅莉 王兆安 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第11期95-101,共7页
介绍了一种电力电子系统的计算机仿真及参数优化算法.电力电子电路采用系统矩阵法进行仿真.针对单纯形寻优算法的不足,提出了改进方案,实现了对电力电子系统的参数优化设计,文中给出了仿真及参数优化算则.
关键词 参数优化 电力电子系统 电子电路 计算机仿真
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电力电子异步电动机调速系统的通用仿真算法 被引量:5
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作者 裴云庆 常谦 王兆安 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第1期23-27,共5页
本文提出了一种电力电子异步电动机调速系统的通用仿真算法,该算法对电力电子主电路采用系统矩阵来描述,异步电动机采用d-q双轴模型等效,二者可形成统一的状态方程和输出方程,解决了仿真中的通用算法问题,文中给出了仿真实例,... 本文提出了一种电力电子异步电动机调速系统的通用仿真算法,该算法对电力电子主电路采用系统矩阵来描述,异步电动机采用d-q双轴模型等效,二者可形成统一的状态方程和输出方程,解决了仿真中的通用算法问题,文中给出了仿真实例,其结果与实验结果一致。 展开更多
关键词 电力电子技术 异步电动机 仿真 调速
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一种新型单级PFC拓扑及控制方式研究 被引量:9
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作者 裴云庆 倪嘉 王兆安 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2005年第6期35-36,39,共3页
提出了一种基于桥式逆变电路的新型单级功率因数校正变换器的电路拓扑。详细分析了其工作原理及控制方式;研究了该电路拓扑的输入、输出性能指标及其与控制参数之间的关系。通过对实验样机的设计和仿真分析表明,运用该电路拓扑的实验装... 提出了一种基于桥式逆变电路的新型单级功率因数校正变换器的电路拓扑。详细分析了其工作原理及控制方式;研究了该电路拓扑的输入、输出性能指标及其与控制参数之间的关系。通过对实验样机的设计和仿真分析表明,运用该电路拓扑的实验装置,其功率因数较高,输入电流的总谐波畸变较低,输出电压纹波小。 展开更多
关键词 功率因数 变换器/总谐波畸变
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P-I-N型电力二极管反向恢复特性的仿真模型 被引量:3
6
作者 裴云庆 王兆安 伊濑敏史 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期6-10,共5页
讨论了一种简单的二极管反向恢复模型,通过采用与存储电荷相关的寿命时间常数来考虑Auger复合过程及少子扩散电流的影响,从而得到更为精确的结果.该模型在电力电子系统CAD软件PECS中实现,采用该模型及软件对多种器件进... 讨论了一种简单的二极管反向恢复模型,通过采用与存储电荷相关的寿命时间常数来考虑Auger复合过程及少子扩散电流的影响,从而得到更为精确的结果.该模型在电力电子系统CAD软件PECS中实现,采用该模型及软件对多种器件进行了分析和比较. 展开更多
关键词 电力二极管 反向恢复 仿真 P-I-N型 二极管
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单相整流电路的换相过程分析 被引量:1
7
作者 裴云庆 王兆安 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 1998年第3期26-27,35,共3页
对三种常用单相整流电路存在进线电感情况下的换相过程进行了详细分析,推导出了换相重叠角、换相压降的计算公式,并就交流侧电感对移相全桥零电压PWM软开关电路的影响进行了讨论。
关键词 整流电路 单相整流电路 换相过程
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电力电子系统CAD算法研究与软件设计 被引量:1
8
作者 裴云庆 王兆安 《电源技术应用》 1999年第3期47-48,共2页
在电力电子领域,随着电力半导体器件及控制技术的发展,电力电子技术飞速发展,与此同时采用计算机对电力电子装置和系统进行分析和设计的重要性日益突出。本文对电力电子系统的计算机辅助分析,参数优化算法及其软件设计进行了深入研究。... 在电力电子领域,随着电力半导体器件及控制技术的发展,电力电子技术飞速发展,与此同时采用计算机对电力电子装置和系统进行分析和设计的重要性日益突出。本文对电力电子系统的计算机辅助分析,参数优化算法及其软件设计进行了深入研究。本文首先对电力电子电路中的半导体器件模型进行了深入研究,对各种器件模型所适用场合及特点进行了讨论,对电力半导体器件的开关模型进行了分析。然后,对二极管的反向恢复特性及IGBT的电流拖尾现象进行了研究。针对目前常用软件中模型参数过多而且不易获得的问题,分别提出了简单的而且实用的二极管和IGBT模型。所提出模型不仅参数的数目少而且可以方便地从产品手册数据通过简单的计算或简单的实验获得。利用该模型及软件对多家公司的产品进行了仿真和实验分析的对比,验证了模型的正确性及实用性。关于电力电子电路及自动控制系统的数学模型及仿真算法,首先论述了采用理想开关的电力电子电路的数学模型及仿真算法,该算法通过对系统矩阵的变换来处理电力半导体器件通断状态发生变化时对电路方程的影响。然后介绍了当采用前面所提出的二极管及IGBT模型时电路方程的变换方法及和程序设计。最后论述了采用面向结构图的控制电路数学模型的建立,仿真算法及主电路和控制电路之间的连接方法。传动系统是电力电子技术应用的重要领域。在此领域应用的电力电子装置和系统一般由电力电子电路、旋转电机和控制电路所构成。交流电机的工作原理比较复杂,数学模型为高阶非线性方程。因而在对含有交流电机的电力电子系统进行分析时,难以直接采用传统的方法(如节点法、状态变量法)建立系统方程。本文在电力电子电路仿真算法的基础上,提出了对含有子电路和特殊器件的电力电子电路的仿真算法,并采用这种方法实现了对交流电机的仿真分析。同时,在控制电路中设置了交流调速系统中常用的控制环节,从而实现了对电力电子异步电动机调速系统的仿真分析。参数优化是系统研究、分析和设计中的一个重要课题,在各个领域中均发挥着重要作用。目前,参数优化在电力电子系统开发和研究中的作用也越来越受到人们的重视,对于解决电路设计中费时、费力、成本高等问题效果显著,具有重要意义。该部分首先对各种参数优化算法进行了研究,指出传统的单纯形寻优方法可以用于电力电子系统的参数优化,但存在着收敛速度慢、搜索方向不准确等不足。然后提出了对传统的单纯形寻优算法的改进方法,详细对其搜索方向的确定,扩张迭代算法及判终条件进行了论述。在以上研究的基础上,对Windows环境下电力电子系统CAD软件进行了设计。在Windows环境下进行电力电子系统CAD软件的开发,旨在克服原DOS环境下软件界面不够理想、能分析系统规模受到内存限制等不足。软件的图形输入和结果输出部分采用Visual C^(++)进行设计,仿真设计部分采用Fortran Powerstation设计实现。该软件所实现的友好的用户界面给软件的推广使用打下了良好的基础。 展开更多
关键词 电力电子系统 计算机仿真 参数优化设计
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交-交变频装置输入电流的仿真与分析
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作者 裴云庆 王兆安 马小亮 《电气传动》 北大核心 1998年第1期6-8,20,共4页
本文介绍了目前对交-交变频装置输入电流的理论分析研究现状,并采用计算机仿真对—实际系统进行了分析,得到了系统不同工作状态下的谐波及无功电流变化情况,对所得结果与理论计算的差异进行了分析。
关键词 交流调速 频谱分析 仿真 变频传动 输入电流
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三相交流调压电路的谐波及功率因数计算
10
作者 裴云庆 王兆安 《电工电能新技术》 CSCD 1998年第3期5-9,共5页
本文对两种常用的三相交流调压电路的工作过程及网侧谐波、功率因数进行了理论分析计算及对比,并通过仿真及实验对结果进行了验证。
关键词 谐波 功率因数 交流调压电路 电力系统
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应用于光伏微网的一种虚拟同步发电机结构及其动态性能分析 被引量:54
11
作者 王振雄 易皓 +4 位作者 卓放 孙力 裴云庆 翟灏 吴嘉琪 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期444-453,共10页
可再生能源、分布式发电和微电网技术长期以来受到广泛关注,传统的并网逆变器控制策略没有考虑其惯性缺失导致频率变化率过快的问题,因而采用虚拟同步发电机策略模拟同步机特性,提升新能源并网发电的备用旋转惯量。对于光伏微电网,当前... 可再生能源、分布式发电和微电网技术长期以来受到广泛关注,传统的并网逆变器控制策略没有考虑其惯性缺失导致频率变化率过快的问题,因而采用虚拟同步发电机策略模拟同步机特性,提升新能源并网发电的备用旋转惯量。对于光伏微电网,当前大多数的虚拟同步机方案将光-储结合结构作为直流侧,其性能的实现仅需要控制逆变器模拟同步机特性即可。该方案控制策略简单,但具有硬件结构复杂、不灵活的缺陷。文章介绍了一种光伏微电网中的虚拟同步发电机结构的应用以及相应控制策略,并研究其动态性能,该结构灵活可靠、易于扩展。仿真和实验证明了该结构及相应的控制策略能在光伏功率波动和负载变化时稳定母线频率,提升微电网的动态性能。 展开更多
关键词 虚拟同步发电机 频率管理 微电网 光伏 频率变化率
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SPWM逆变电源的无互联信号线并联控制技术 被引量:71
12
作者 姜桂宾 裴云庆 +1 位作者 杨旭 王兆安 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期94-98,共5页
该文提出了一种可适用于分布式发电系统或大容量UPS系统的高性能数模混合型逆变电源无线并联控制方案。这种控制技术以DSP为核心,通过检测逆变电源自身的输出功率来对高性能模拟SPWM逆变电源的电压幅值及频率进行下垂控制,从而实现了逆... 该文提出了一种可适用于分布式发电系统或大容量UPS系统的高性能数模混合型逆变电源无线并联控制方案。这种控制技术以DSP为核心,通过检测逆变电源自身的输出功率来对高性能模拟SPWM逆变电源的电压幅值及频率进行下垂控制,从而实现了逆变电源的并联同步运行。实验结果表明,逆变电源均分负载电流的效果很好,逆变电源之间的环流很小。 展开更多
关键词 SPWM 逆变电源 逆变器 信号线 并联控制 分散逻辑控制
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晶闸管投切电容器(TSC)技术的研究现状与发展 被引量:54
13
作者 谷永刚 肖国春 +1 位作者 裴云庆 王兆安 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2003年第2期85-88,共4页
介绍了用于配电系统动态无功补偿的晶闸管投切电容器 (TSC)的基本原理、分类、主电路形式、控制物理量的检测。
关键词 配电系统 无功补偿装置 晶闸管投切电容器 电力系统 无功功率补偿
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Boost PFC电路中开关器件的损耗分析与计算 被引量:39
14
作者 曹建安 裴云庆 王兆安 《电工电能新技术》 CSCD 2002年第1期41-44,共4页
根据开关器件的物理模型 ,分析了开关器件在Boost电路中的损耗 ,并计算了BoostPWM和PFC两种不同电路的开关损耗 ,给出了开关器件的功耗分布。最后对一台 3kW的Boost型PFC整流电源进行了优化设计。
关键词 功率因数校正 功率损耗 优化设计 BOOST电路 PFC电路 开关器件 损耗分析 计算 开关电源 功率器件
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12V/5000A大功率软开关电源的设计 被引量:21
15
作者 姜桂宾 裴云庆 +1 位作者 刘海涛 王兆安 《电工电能新技术》 CSCD 2003年第1期56-60,共5页
本文介绍了一种大功率低压大电流开关电源的设计方案,该电源满载输出功率为60kW(5000A 12V),采用软开关移相全桥控制方式,实现了零电压软开关;控制电路中采用了稳压稳流自动转换方案,实现了输出稳压稳流的自动切换,提高了输出性能;采用... 本文介绍了一种大功率低压大电流开关电源的设计方案,该电源满载输出功率为60kW(5000A 12V),采用软开关移相全桥控制方式,实现了零电压软开关;控制电路中采用了稳压稳流自动转换方案,实现了输出稳压稳流的自动切换,提高了输出性能;采用多个变压器串并联结构,使并联的输出整流二极管之间实现自动均流;设计并使用了容性功率母排,减小了系统中的振荡,减小了功率母排的发热,达到了令人满意的实验结果。 展开更多
关键词 12V/5000A大功率软开关电源 设计 高频全桥逆变器 控制电路
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采用电感电流内环的UPS控制策略研究 被引量:15
16
作者 熊慧洪 裴云庆 +1 位作者 杨旭 王兆安 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2003年第4期25-27,共3页
介绍了一种基于输出电感电流内环的电压瞬时值反馈UPS设计方案 ;详尽分析了其系统模型 ;阐述了电压调节器和电流调节器的整定方法。采用该设计方案对一台 1kVAUPS进行实验 。
关键词 不间断电源 控制 瞬态特性 输出电感电流内环 UPS
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有源电力滤波器在抑制晶闸管相控整流电源谐波方面的应用 被引量:6
17
作者 卓放 裴云庆 +6 位作者 周新 李可 王兆安 周嗣信 张曙 张显来 冯秀明 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期40-42,共3页
介绍了120kVA有源电力滤波器应用于重离子加速器励磁电源谐波治理方面的运行情况。重离子加速器励磁电源由于采用相控整流方式,电网的谐波污染问题比较严重。通过加装有源电力滤波装置,谐波污染问题得到了有效解决。文中对重离子加速器... 介绍了120kVA有源电力滤波器应用于重离子加速器励磁电源谐波治理方面的运行情况。重离子加速器励磁电源由于采用相控整流方式,电网的谐波污染问题比较严重。通过加装有源电力滤波装置,谐波污染问题得到了有效解决。文中对重离子加速器励磁电源的工作情况、所采用有源电力滤波器的主电路结构及控制方法等问题进行了详细论述。最后,给出了重离子加速器励磁电源在谐波治理方面的实验运行结果。 展开更多
关键词 有源电力滤波器 晶闸管相控整流电源 谐波 电网 电力系统 无功功率补偿
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一种电压型 PWM 整流器控制方法的研究 被引量:34
18
作者 董晓鹏 裴云庆 王兆安 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第5期31-36,41,共7页
根据改进的周期平均模型,得到控制PWM整流器交流侧相电压的参考信号,解决了间接电流控制方法在暂态过程中交流输入电流的直流偏移问题。该方法不仅具有间接电流控制方法的设计简单,控制概念清晰等优点,同时具有直接电流控制的优... 根据改进的周期平均模型,得到控制PWM整流器交流侧相电压的参考信号,解决了间接电流控制方法在暂态过程中交流输入电流的直流偏移问题。该方法不仅具有间接电流控制方法的设计简单,控制概念清晰等优点,同时具有直接电流控制的优良的动静态性能。理论分析和实验、仿真结果完全吻合。 展开更多
关键词 整流器 PWM 电流控制
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Buck变换器的多频率矩阵模型及其在分布式供电系统中的应用 被引量:8
19
作者 岳小龙 卓放 +3 位作者 杨书豪 裴云庆 孙力 孙亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期250-259,共10页
电力电子变换器是频域内典型的单输入多输出系统,当输入某一频率的扰动信号时,变换器各状态变量既包含扰动频率分量,也包含与扰动相关的边带频率成分。在包含多个电力电子变换器的分布式供电系统中,一个变换器的开关纹波为另一个变换器... 电力电子变换器是频域内典型的单输入多输出系统,当输入某一频率的扰动信号时,变换器各状态变量既包含扰动频率分量,也包含与扰动相关的边带频率成分。在包含多个电力电子变换器的分布式供电系统中,一个变换器的开关纹波为另一个变换器的扰动,这种相互作用在某些情况下可能会导致母线电压差频振荡从而影响系统电能质量。然而,传统小信号模型以单个变换器的分析和设计为背景提出,主要用于描述变换器的低频特性。由于这些模型忽略了开关变换器的很多固有特性,因此不能准确地分析上述变换器之间在开关频率附近的相互作用。为此,提出了一种新的矩阵小信号模型并以Buck变换器为例进行了详细的说明。该模型可以准确地描述变换器的单输入多输出特性,并解释分布式供电系统中电力电子变换器相互作用导致的母线电压差频振荡现象。对比结果表明,传统的平均小信号模型和多频率小信号模型都是所提出的矩阵模型在不同情况下的近似。仿真和实验结果证明了所提模型的准确性和有效性。 展开更多
关键词 分布式供电系统 BUCK变换器 多频率矩阵模型 差频振荡
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基于零序谐波电流注入的三相功率因数校正技术研究 被引量:13
20
作者 曹建安 裴云庆 王兆安 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第16期92-96,共5页
提出一种基于零序电流注入的三相高功率因数校正拓扑电路,采用四芯柱三相变压器实现零序电流注入,控制输入电流,使其瞬时跟踪整流输出电压的正半周和负半周波形,在三相无中线的电源系统中实现了装置输入的高功率因数,抑制了电力电子装... 提出一种基于零序电流注入的三相高功率因数校正拓扑电路,采用四芯柱三相变压器实现零序电流注入,控制输入电流,使其瞬时跟踪整流输出电压的正半周和负半周波形,在三相无中线的电源系统中实现了装置输入的高功率因数,抑制了电力电子装置的网侧电流谐波。同时,该文分析了电网电压不对称不影响零序电流注入电路,实验结果也表征了这点。最后,通过对实验装置的测试,给出了实验结果,验证了本文提出的高功率因数校正拓扑电路是正确性的。 展开更多
关键词 电力电子 谐波 零序电流 三相功率因数校正 四芯柱三相变压器
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