基于混合馈入型自适应补偿的电网谐波功率放大器超宽频控制

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作者 代子阔 刘尚坤 +2 位作者 李冰心 许向伟 汪诚 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期245-254,共10页

基于电力电子变换器的功率放大器因其灵活易控成为电网电压模拟的理想物理接口之一。针对现有功率放大器控制方法会放大频率偏差、使滤波电路参数漂移以及难以模拟高频谐波的弊病,首先,提出一种混合馈入型自适应补偿的谐波功率放大器超... 基于电力电子变换器的功率放大器因其灵活易控成为电网电压模拟的理想物理接口之一。针对现有功率放大器控制方法会放大频率偏差、使滤波电路参数漂移以及难以模拟高频谐波的弊病,首先,提出一种混合馈入型自适应补偿的谐波功率放大器超宽频控制策略,以高精度复现宽频电压信号并兼顾动态与稳态性能;然后,设计多变量混合馈入型环路以补偿系统暂态特性;在时域下利用Lyapunov函数推导计及参数漂移的自适应方法以补偿滤波参数不确定性;深入分析并克服混合自适应补偿的数字实现局限性;讨论所提方法作为重复内嵌控制的性能提升;最后,制作样机,进行所提策略动态性能与稳态精度的仿真及实验验证。结果表明:所提方法相较于既有控制具备更快的动态响应、更高的稳态精度以及更宽的跟踪谐波频率范围,可以实现对超宽频参考电压的快速无差跟踪。 展开更多

关键词 电网模拟 功率放大器 宽频 自适应控制 重复控制

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大功率可编程电网模拟装置的研究 被引量：4

2

作者 张长春 许钒 +5 位作者 胡治龙 同聪维 黄熹东 张腾 王奔 徐子萌 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期189-193,共5页

文中旨在设计一种大功率电网模拟装置以满足大功率光伏并网逆变器的试验检测需求。首先,通过建立有效的拓扑结构,即通过载波移相多重化SPWM调制方式实现可控的整流输出,通过全桥逆变电路串联实现三相主电路的交流输出,实现了电网各种工... 文中旨在设计一种大功率电网模拟装置以满足大功率光伏并网逆变器的试验检测需求。首先,通过建立有效的拓扑结构,即通过载波移相多重化SPWM调制方式实现可控的整流输出,通过全桥逆变电路串联实现三相主电路的交流输出,实现了电网各种工况的模拟输出;其次,使用电感电流瞬时值环、输出电压瞬时值环以及电压有效值环的综合多环控制策略并基于DSP+FPGA的可编程波形发生器原理,实现了电压波形品质高、响应速度快的输出特性;再次,建立了四象限运行方式,试验过程中可直接实现能量的回馈,降低了损耗。最后,通过实验证明了该装置的可行性和正确性以及装置的低电压穿越、谐波发生、孤岛检测等特殊功能。给出的装置基本解决了电网模拟设备开关频率低、电压波形品质差、响应速度慢、耗能严重、散热困难等一系列问题,实现了并网逆变器高效、精确的测试需求。 展开更多

关键词 电网模拟 可编程电源 并网特性 光伏逆变器

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大型风电机组传动链测试系统国内外现状及展望 被引量：3

3

作者 胡书举 孟岩峰 +3 位作者 宋斌 马蕊 李丰林 邓雅 《大功率变流技术》 2017年第6期10-14,28,共6页

大型风电机组传动链地面试验测试是加快风电技术研发进程、确保风电设备性能与可靠性的重要手段,国际上风电技术发达的国家近年来非常重视传动链地面公共测试系统的建设,而国内目前尚无类似的公共测试系统。文章首先对美国、丹麦、德国... 大型风电机组传动链地面试验测试是加快风电技术研发进程、确保风电设备性能与可靠性的重要手段,国际上风电技术发达的国家近年来非常重视传动链地面公共测试系统的建设,而国内目前尚无类似的公共测试系统。文章首先对美国、丹麦、德国等国家大功率风电机组传动链地面公共测试系统的情况进行了总结,介绍了其测试平台可实现的功能,并从平台建设、试验测试能力、运行管理等方面分析了这些平台的共性之处;接着从平台建设、国家政策等方面说明了国内传动链地面测试系统情况,介绍了相关规划和已经开展的研究布局;最后对我国大型风电机组公共传动链地面测试系统的未来进行了展望,并从我国风电技术和产业的发展需求出发,对系统的研制和建设提出了建议。 展开更多

关键词 大型风电机组 传动链 地面测试系统 风力机模拟 非扭矩载荷模拟 电网模拟 海上风电

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基于功率硬件在环的电网实时模拟技术研究 被引量：3

4

作者 刘德州 胡书举 孟岩峰 《电气传动自动化》 2017年第1期1-7,共7页

随着风电机组向大型化的发展,如何在实验室环境下研究风电机组与电网的交互影响受到人们越来越多的关注。针对实验室环境下的大功率电网模拟问题,对H桥级联高压多电平电网模拟器进行了研究。针对真实模拟电网运行特性问题,将功率硬件在... 随着风电机组向大型化的发展,如何在实验室环境下研究风电机组与电网的交互影响受到人们越来越多的关注。针对实验室环境下的大功率电网模拟问题,对H桥级联高压多电平电网模拟器进行了研究。针对真实模拟电网运行特性问题,将功率硬件在环(Power-Hardware-In-Loop,PHIL)技术与电网模拟技术相结合,对功率硬件在环实时仿真系统中的接口算法进行了研究。基于理想变压器模型接口算法建立了完整的系统模型,并在Matlab/Simulink仿真环境中进行了仿真研究。仿真结果验证了所提电网模拟技术的先进性。 展开更多

关键词 功率硬件在环 电网模拟 半实物仿真 交互影响

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基于模块化可编程序电网模拟装置设计与研制

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作者 王建 焦锡元 +2 位作者 任炜 迟恩先 王德涛 《电气应用》 2021年第2期71-78,共8页

针对低压电气设备对电网电压、电网频率和电压不平衡等众多电网参数的变化,满足无功补偿装置、无源电力滤波器、有源电力滤波器、光伏逆变器和风电逆变器等电力行业设备的保护检测、功能检测和性能检测等要求。研制一种基于模块化可编... 针对低压电气设备对电网电压、电网频率和电压不平衡等众多电网参数的变化,满足无功补偿装置、无源电力滤波器、有源电力滤波器、光伏逆变器和风电逆变器等电力行业设备的保护检测、功能检测和性能检测等要求。研制一种基于模块化可编程序电网模拟装置,介绍了基于模块化可编程序电网模拟装置的工作原理,通过理论研究和样机研制,提供一种数字化可编程序电网模拟装置。 展开更多

关键词 电网模拟 模块化 背景谐波 线缆阻抗

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多功能电网模拟器研究 被引量：12

6

作者 王莹 李洁斯 +1 位作者 刘芳 张兴 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2011年第3期29-31,34,共4页

为适应分布式发电并网研究的需要,提出一种多功能电网模拟器。模拟器不仅可以四象限运行以实现电能向电网的回馈,而且可提供三相电网电压输出并模拟如电压跌落、频率偏移、三相不平衡、谐波畸变等各种电网故障情况。为了获得高性能的控... 为适应分布式发电并网研究的需要,提出一种多功能电网模拟器。模拟器不仅可以四象限运行以实现电能向电网的回馈,而且可提供三相电网电压输出并模拟如电压跌落、频率偏移、三相不平衡、谐波畸变等各种电网故障情况。为了获得高性能的控制效果,将模拟器的工作模式分为基波模式和谐波模式,分别控制基波和高次谐波:在基波工作模式下采用双环控制,谐波工作模式下采用输出电压有效值反馈控制。系统采用DSP控制,仿真和实验结果表明模拟器性能优良。 展开更多

关键词 电网模拟器 电网故障 基波模式 谐波模式

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模块化多电平中高压电网模拟器及其控制 被引量：11

7

作者 韩蓉 徐千鸣 +1 位作者 丁红旗 罗安 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第A01期165-175,共11页

电网模拟器可以产生各类电网工况来测试电气设备。提出一种模块化多电平结构的高性能电网模拟器,采用多模块级联结构,可以有效提高输出电压等级和质量,且可以根据输出电压等级切换模块数,使输出测试电压能快速响应系统输出的变化。为得... 电网模拟器可以产生各类电网工况来测试电气设备。提出一种模块化多电平结构的高性能电网模拟器,采用多模块级联结构,可以有效提高输出电压等级和质量,且可以根据输出电压等级切换模块数,使输出测试电压能快速响应系统输出的变化。为得到高质量、快速、精确的输出电压,提出一种基于状态反馈的改进型6k±1次重复控制策略,可以兼顾系统稳态输出性能与动态响应速度。仿真和实验结果均表明,设计的电网仿真器系统可以对中高压等级的电网电压暂变、频率波动、波形畸变等工况进行测试。 展开更多

关键词 电网模拟器 模块化多电平 重复控制 状态反馈控制

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大功率电网模拟器系统研究 被引量：10

8

作者 朱虹 张兴 +2 位作者 李飞 刘芳 金结红 《电源学报》 CSCD 2017年第3期163-167,共5页

提出了一种适用于大功率电网模拟器的拓扑结构,并给出了相应的控制策略以及硬件参数设计方法等,保证电网模拟器具备电压频率可调、模拟电网不平衡以及各次谐波发生等功能。分析、设计并搭建了2 MW电网模拟器系统,完成了基本功能的测试实... 提出了一种适用于大功率电网模拟器的拓扑结构,并给出了相应的控制策略以及硬件参数设计方法等,保证电网模拟器具备电压频率可调、模拟电网不平衡以及各次谐波发生等功能。分析、设计并搭建了2 MW电网模拟器系统,完成了基本功能的测试实验,验证了理论的正确性和可行性。 展开更多

关键词 大功率电网模拟器 系统拓扑结构 控制策略 频率可调 电网不平衡 各次谐波发生

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大功率交流电网模拟器的研制 被引量：10

9

作者 周金博 周细文 +1 位作者 吴晓春 马华峰 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2014年第2期83-84,共2页

为适应分布式发电系统并入电网的测试研究,提出了一种大功率交流电网模拟器。该模拟器可模拟电网的各种状态和故障;采用先进的控制策略,可进行四象限运行,实现能量的双向流动,针对模拟器不同的输出模式采用不同的控制策略,得到良好的控... 为适应分布式发电系统并入电网的测试研究,提出了一种大功率交流电网模拟器。该模拟器可模拟电网的各种状态和故障;采用先进的控制策略,可进行四象限运行,实现能量的双向流动,针对模拟器不同的输出模式采用不同的控制策略,得到良好的控制效果。模拟器控制系统采用DSP+FPGA控制;实验结果表明所设计的模拟器性能良好,稳定性高。 展开更多

关键词 电网模拟器 电压跌落 分布式发电

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光伏并网逆变器低电压穿越检测方案分析 被引量：9

10

作者 王定国 陈卓 +1 位作者 姚为正 刘刚 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期143-147,共5页

通过对基于阻抗分压式和电网模拟式两种光伏并网逆变器低电压穿越LVRT检测方案分析及试验比对,阐明了两者在主电路拓扑、电压跌落幅值范围、准确性、瞬时过载能力和控制稳定性等方面的差异性。分析与试验结果表明,基于阻抗分压式的光伏... 通过对基于阻抗分压式和电网模拟式两种光伏并网逆变器低电压穿越LVRT检测方案分析及试验比对,阐明了两者在主电路拓扑、电压跌落幅值范围、准确性、瞬时过载能力和控制稳定性等方面的差异性。分析与试验结果表明,基于阻抗分压式的光伏并网逆变器LVRT检测方案能够真实地满足LVRT测试要求,并且输出电压波形稳定,更接近实际工况。 展开更多

关键词 光伏逆变器 低电压穿越 电压跌落发生器 阻抗分压 电网模拟器

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适用于户用分布式光伏电站的电网模拟器研究 被引量：9

11

作者 李文宇 王志新 +1 位作者 张超 邹建龙 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第6期58-63,共6页

针对适合户用分布式光伏电站接入的电网模拟器的技术要求,对电网模拟器进行了结构选择、参数设计和控制策略研究。侧重讨论了基于电压滞环控制的逆变器设计,利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行了15 k W电网模拟器的仿真测试。仿真结果表明系... 针对适合户用分布式光伏电站接入的电网模拟器的技术要求,对电网模拟器进行了结构选择、参数设计和控制策略研究。侧重讨论了基于电压滞环控制的逆变器设计,利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行了15 k W电网模拟器的仿真测试。仿真结果表明系统参数设计正确,带微分环节的电压滞环控制能跟踪快速变化的给定信号,输出电压半环宽大小可控,电网模拟器具有一定的带非线性负载能力,验证了该方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 电网模拟器 分布式光伏 电压滞环 开关频率 参数设计

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电网模拟装置的研究 被引量：8

12

作者 李楠 徐家彬 +1 位作者 童亦斌 刘京斗 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2015年第12期101-103,共3页

研制了一种电网模拟装置用来模拟电网的各种故障工况,进而实现变流器电网适应性的测试。该装置采用背靠背方式的四象限变流器组成。整流侧变流器采用直流电压外环、有功电流内环的经典双环控制,实现了对直流电压及功率因数的控制。逆变... 研制了一种电网模拟装置用来模拟电网的各种故障工况,进而实现变流器电网适应性的测试。该装置采用背靠背方式的四象限变流器组成。整流侧变流器采用直流电压外环、有功电流内环的经典双环控制,实现了对直流电压及功率因数的控制。逆变侧变流器采用基于比例谐振(PR)控制器的双环控制,能够实现任意可调的电压幅值和频率,并可模拟电压三相不平衡跌落。分析推导了电压三相不平衡跌落的算法,同时为了保证在各种负载条件下电网模拟装置输出的电能质量,利用电容并联虚拟阻抗控制策略实现了输出滤波器的谐振抑制。通过实验验证了所提出算法和控制策略的有效性和正确性。 展开更多

关键词 电网模拟装置 四象限变流器 电压三相不平衡跌落

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电网模拟装置谐波控制器仿真研究 被引量：8

13

作者 付永新 张永明 张仁杰 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2014年第7期140-143,169,共5页

在谐波控制器优化设计的研究中,为了提高电网模拟器输出谐波控制的带宽能力,克服传统控制方法中高次谐波输出精度低的缺点,为此提出了在谐波模式下用PID控制算法来控制电网模拟器的谐波输出,主要分析了电网模拟装置谐波控制器的优化设... 在谐波控制器优化设计的研究中,为了提高电网模拟器输出谐波控制的带宽能力,克服传统控制方法中高次谐波输出精度低的缺点,为此提出了在谐波模式下用PID控制算法来控制电网模拟器的谐波输出,主要分析了电网模拟装置谐波控制器的优化设计算法,利用极点配置得到控制器的相关参数。根据电力系统的工程模型结合改进控制算法的有关参数,利用Matlab/Simulink平台建立了谐波控制器的仿真模型。仿真结果表明,输出的各种谐波波形是比较精确的,符合电网模拟器谐波要求的指标,所以改进方案是可行的。 展开更多

关键词 电网模拟器 控制器 极点配置

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大功率光伏逆变系统测试用电网模拟器研究 被引量：7

14

作者 孙功伟 曾泽湖 +1 位作者 张春旺 余志飞 《华电技术》 CAS 2015年第4期72-75,79,共4页

为了测试大功率光伏变流器的低电压穿越性能,需要设计大功率电网模拟器。以TI公司浮点分散控制系统(DSC)处理器TMS320F28335为核心,搭建了双三相桥变流系统,将可控整流器和变流器组成双三相桥结构系统用于搭建电网模拟器。为了实现不对... 为了测试大功率光伏变流器的低电压穿越性能,需要设计大功率电网模拟器。以TI公司浮点分散控制系统(DSC)处理器TMS320F28335为核心,搭建了双三相桥变流系统,将可控整流器和变流器组成双三相桥结构系统用于搭建电网模拟器。为了实现不对称形式的电压跌落,对采样电压和设定电压均进行双dq分解,即对电压进行正负序分离。在分解过程中加入100 Hz陷波器,实现对给定电压和反馈电压的正负序分离。与测试光伏变流器连接后,形成功率回路,在消耗很小电能的情况下,完成满功率低电压穿越性能测试。 展开更多

关键词 dq变换 低电压穿越 电网模拟器 光伏逆变器

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基于复合控制的电网模拟器电压波形控制研究 被引量：7

15

作者 付佳斌 苏建徽 +1 位作者 赖纪东 张军军 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2015年第11期40-43,共4页

为改善电网模拟器输出电压波形质量,基于双环控制结构提出一种比例积分(PI)控制和重复控制相结合的系统复合控制策略。给出了复合控制器的参数设计,详细分析了控制系统的动态性能和稳态性能。基于Matlab搭建了系统仿真模型,并建立了系... 为改善电网模拟器输出电压波形质量,基于双环控制结构提出一种比例积分(PI)控制和重复控制相结合的系统复合控制策略。给出了复合控制器的参数设计,详细分析了控制系统的动态性能和稳态性能。基于Matlab搭建了系统仿真模型,并建立了系统实验平台。仿真和实验结果表明,基于该系统控制策略的电网模拟器输出电压波形质量高,具有较强的谐波跟踪能力及抗负载扰动能力。 展开更多

关键词 电网模拟器 输出电压 复合控制

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电网模拟器控制策略研究 被引量：6

16

作者 付永新 Ziqian Zhang +1 位作者 张永明 张仁杰 《通信电源技术》 2015年第1期17-20,共4页

为了提高电网模拟器的输出电压性能,文章提出了电感电流瞬时反馈控制和负载扰动前馈补偿相结合的控制方式,和新颖的电网模拟器整体的三相主电路拓扑结构。文中应用电网模拟器电压瞬时值外环、电感电流瞬时值内环的控制策略,具体分析了... 为了提高电网模拟器的输出电压性能,文章提出了电感电流瞬时反馈控制和负载扰动前馈补偿相结合的控制方式,和新颖的电网模拟器整体的三相主电路拓扑结构。文中应用电网模拟器电压瞬时值外环、电感电流瞬时值内环的控制策略,具体分析了电感电流内环闭环、电压外环开环与闭环以及输出阻抗的频率特性,对内环闭环与外环闭环的阶跃响应进行了定量分析,并且给出了SPWM下的滤波器的设计方法,通过仿真验证了该理论方案的可行性,并且得到了符合电网模拟器基波输出性能要求的输出波形。 展开更多

关键词 电网模拟器 反馈控制 拓扑结构

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35 kV电网模拟器电压反馈影响及改进方法

17

作者 董磊 苏建徽 +2 位作者 施永 孙勇 谷林超 《电测与仪表》 北大核心 2024年第8期166-171,共6页

为满足中压直挂式光伏电站、储能电站以及风电机组的电网适应性测试需求,需要研制一种35 kV/3.5 MW电网模拟器,针对电压互感器(potential transformer,PT)响应特性影响系统控制性能的问题,文章对PT进行了建模和特性分析,论证了PT特性对... 为满足中压直挂式光伏电站、储能电站以及风电机组的电网适应性测试需求,需要研制一种35 kV/3.5 MW电网模拟器,针对电压互感器(potential transformer,PT)响应特性影响系统控制性能的问题,文章对PT进行了建模和特性分析,论证了PT特性对系统控制性能的影响机理。根据所述电网模拟器电路拓扑,给出了一种变压器低压侧瞬时电压、电流反馈与高压有效值反馈的改进三环控制策略,以提高电网模拟器输出电压的动态、稳态性能,并在仿真与样机中验证了改进控制策略的可行性和有效性。 展开更多

关键词 电网模拟器 电压互感器 控制策略

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基于准比例谐振双闭环控制的电网模拟器逆变侧设计 被引量：5

18

作者 张凯 谢源 +2 位作者 刘浩 李少朋 贺耀庭 《电测与仪表》 北大核心 2022年第12期137-143,共7页

针对电网模拟器逆变侧控制,传统的比例积分控制对给定电压的跟踪存在静差值、延时和振荡等问题,提出电网模拟器逆变侧电流内环、电压外环均采用准比例谐振(QPR)控制。选用了合适的电网模拟器结构,建立了单相逆变器的数学模型,采用LC滤波... 针对电网模拟器逆变侧控制,传统的比例积分控制对给定电压的跟踪存在静差值、延时和振荡等问题,提出电网模拟器逆变侧电流内环、电压外环均采用准比例谐振(QPR)控制。选用了合适的电网模拟器结构,建立了单相逆变器的数学模型,采用LC滤波器,设计了QPR双闭环控制器。仿真对比传统比例积分控制,验证了准比例谐振控制器能有效地提高系统对指令电压的跟踪能力和输出电压的稳定性。基于控制器硬件在环测试(CHIL)技术搭建了电网模拟器实验平台并进行实验,验证了该控制策略的可行性。 展开更多

关键词 电网模拟器 LC滤波器 准比例谐振 CHIL

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基于高频信号注入法的配电网电容电流测量技术研究

19

作者 曹广红 《中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术》 2024年第7期0039-0042,共4页

本文详细阐述了配电网模拟器与真实电网的接入方式及测量设备的接入与调试流程。通过构建实验平台,实施了精确的数据采集,并对测量结果的准确性进行了验证。实验中,深入分析了误差来源,并提出了针对性的改进措施。本研究不仅提升了配电... 本文详细阐述了配电网模拟器与真实电网的接入方式及测量设备的接入与调试流程。通过构建实验平台,实施了精确的数据采集,并对测量结果的准确性进行了验证。实验中,深入分析了误差来源,并提出了针对性的改进措施。本研究不仅提升了配电网的测量技术水平,还为相关领域的研究和应用提供了有力的数据支持。实验结果表明,新型测量方法具有较高的准确性和可靠性,为配电网的优化运行提供了重要依据。 展开更多

关键词 配电网模拟器 测量设备 误差分析 准确性验证

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兆瓦级可编程电网模拟电源 被引量：5

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作者 马亮 卢远宏 +1 位作者 孙琳琳 袁中正 《电气工程学报》 2015年第7期57-62,共6页

为研究和测试分布式发电系统并网故障穿越能力,提出一种可模拟不同电网故障类型的大功率电网故障模拟电源方案。主电路采用双PWM变流器拓扑结构以实现能量的双向流动。软件设计了通用、步阶、低电压穿越和谐波等工作模式,通过简单人机... 为研究和测试分布式发电系统并网故障穿越能力,提出一种可模拟不同电网故障类型的大功率电网故障模拟电源方案。主电路采用双PWM变流器拓扑结构以实现能量的双向流动。软件设计了通用、步阶、低电压穿越和谐波等工作模式,通过简单人机界面的选择便可获得期望的工作模式。采用瞬时电压电流双环加前馈控制结构,可实现对指令电压的快速跟踪。1MW样机实验结果证明了该设计方案的正确性和有效性。 展开更多

关键词 电网模拟电源 可编程 低电压穿越 双环控制

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