电力电子系统建模与控制2

第2章电力电子器件的建模

2.1 建模的目的

2.3 功率二极管模型

2.4 SCR模型

2.5 GTO模型

阴极一门极图形及显示其并联单元结构的断面示意图

2.5 GTO模型

2.6 功率MOSFET模型

2.6 功率MOSFET 模型

－N N N N N

2.6 功率MOSFET 模型

－N N N N N

C GS

直流微电网双层控制策略

中国高等学校电力系统及其自动化专业第 29 届学术年会，湖北宜昌：三峡大学，2013
直流微电网双层控制策略
孟明 1，原亚宁 2
1
华北电力大学
2
华北电力大学
Email: yuanyaning1990@https://www.360docs.net/doc/bc10597853.html,
摘要：为了更好的实现直流微电网中新能源即插即用功能、提高新能源的利用率、改善直流侧母线电压性能，本文提出了直流微电网的分层控制策略。所介绍的分层控制策略包括两层：微电网内层中新能源由最大功率跟踪控制实现新能源的最大化利用，储能单元采用电压平抑控制保证直流侧母线电压稳定；微电网接口处变换器双向矢量解耦控制包含电压电流双闭环控制，利用 d-q 坐标轴变换控制直流电压和功率因数，解决并网时功率双向流动的问题。本文给出了各层控制具体的理论分析和设计方法。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。关键词：直流微电网；双层控制策略；最大功率跟踪；电压平抑；AC/DC 双向换流器
Hierarchical Control System for DC Microgrid
Meng Ming1,
1 North China Electric Power University
Yuan Yaning2
2 North China Electric Power University
Email: yuanyaning1990@https://www.360docs.net/doc/bc10597853.html,
Abstract: In order to enhance the plug and play function of new energy power generation in DC microgrid, to increase the utilization of new energy and to improve the performance of DC bus voltage, a hierarchical control strategy of DC microgrid is proposed in this paper. This hierarchical control strategy is composed of two levels. Both new energy by the maximum power point tracking control to improve the utilization of new energy and energy storage unit controlled by voltage stabilization strategy to guarantee the stability of DC bus voltage are achieved in the primary control level. Secondary control level is employed to control the DC voltage and power factor by using d-q shaft transformation decoupling and solve the problem of bidirectional power flow with the grid by vector decoupling control. The detailed theoretical analysis and design method for each control level is also realized. Comprehensive simulation results indicate that the system based on new control method is stable and effective. Keywords: DC Microgrid; hierarchical control strategy; maximum power point tracking; voltage stabilization; bidirectional AC/DC converter 微电网，提出了一种双层控制策略。
1 引言
微电网可分为交流和直流两类[1-2]，目前主要以交流形式存在[3]，但随着新型负荷如计算机、家用电器、变频器、开关电源、通信设备、电动汽车以及各种电子设备的迅速发展，直流微电网有着更广阔的前景。与交流输电相比，直流输电有很多方面的优势，主要表现在 [4-6] ：(1)直流输电不考虑频率的稳定问题；(2)直流输电调节控制比较容易并且迅速； (3)直流输电线路本身无需无功补偿；(4)直流输电并入大电网不需要考虑同步问题； (5)直流输电还具有网络损耗小、对通信干扰小等优点。为了在直流微电网中实现清洁能源的有效利用；维持直流母线电压的稳定；实现功率在直流微电网和大电网间的双向流动。本文基于太阳能和蓄电池构成的直流
2 直流微电网中的内层控制
2.1 直流微电网的结构
直流微电网的出现为分布式新能源发电带来许多便利。直流微电网拥有独特的直流输电线路,相对于传统交流系统不会产生大型故障，并未增加成本，同时还避免了交流微电网中无功功率和频率等问题[7]。直流微电网主要由双向变流器、太阳能、储能装置、直流母线和直流负荷构成。图 1 是本文直流微电网的拓扑结构图。
D-226

电力电子技术MATLAB仿真报告模板

《电气专业核心课综合课程设计》题目：基于MATLAB的电力电子技术仿真分析学校：院（系）：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：目录

1.整流电路仿真………………………………………………………………………………页码 1.1单相半波可控整流系统………………………………………………………………页码 1.1.1晶闸管的仿真…………………………………………………………………页码 1.1.2单相半波可控整流电路的仿真………………………………………………页码 1.2晶闸管三相桥式整流系统的仿真…………………………………………………页码 1.3相位控制的晶闸管单相交流调压器带系统的仿真………………………………页码 2.斩波电路仿真………………………………………………………………………………页码 2.1降压斩波电路（Buck变换器）………………………………………………………页码 2.1.1可关断晶闸管（GTO）的仿真…………………………………………………页码 2.1.2 Buck变换器的仿真………………………………………………………页码 2.2升压斩波电路（Boost变换器）………………………………………………………页码 2.2.1绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的仿真…………………………………………页码 2.2.2 Boost变换器的仿真……………………………………………………………页码4.逆变电路仿真………………………………………………………………………………页码 4.1晶闸管三相半波有源逆变器的仿真………………………………………………页码 5.课程设计总结………………………………………………………………………………页码参考文献……………………………………………………………………………………页码电气专业核心课综合课程设计任务书

电力电子技术课程重点知识点总结

1.解释GTO、GTR、电力MOSFET、BJT、IGBT，以及这些元件的应用范围、基本特性。 2.解释什么是整流、什么是逆变。 3.解释PN结的特性，以及正向偏置、反向偏置时会有什么样的电流通过。 4.肖特基二极管的结构，和普通二极管有什么不同 5.画出单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、单相整流电路、单相桥式半控整流电路电路图。 6.如何选配二极管（选用二极管时考虑的电压电流裕量） 7.单相半波可控整流的输出电压计算（P44） 8.可控整流和不可控整流电路的区别在哪 9.当负载串联电感线圈时输出电压有什么变化（P45） 10.单相桥式全控整流电路中，元件承受的最大正向电压和反向电压。 11.保证电流连续所需电感量计算。 12.单相全波可控整流电路中元件承受的最大正向、反向电压（思考题，书上没答案，自己试着算） 13.什么是自然换相点，为什么会有自然换相点。 14.会画三相桥式全控整流电路电路图，波形图（P56、57、P58、P59、P60，对比着记忆），以及这些管子的导通顺序。

15.三相桥式全控整流输出电压、电流计算。 16.为什么会有换相重叠角换相压降和换相重叠角计算。 17.什么是无源逆变什么是有源逆变 18.逆变产生的条件。 19.逆变失败原因、最小逆变角如何确定公式。做题：P95：1 3 5 13 16 17，重点会做 27 28，非常重要。 20.四种换流方式，实现的原理。 21.电压型、电流型逆变电路有什么区别这两个图要会画。 22.单相全桥逆变电路的电压计算。P102 23.会画buck、boost电路，以及这两种电路的输出电压计算。 24.这两种电路的电压、电流连续性有什么特点做题，P138 2 3题，非常重要。 25.什么是PWM,SPWM。 26.什么是同步调制什么是异步调制什么是载波比，如何计算 27.载波频率过大过小有什么影响 28.会画同步调制单相PWM波形。 29.软开关技术实现原理。

主动配电网与微电网分层协调电压控制

目录摘要………．．－…………………………………………………………………………．ＩＡＢＳＴＲＡＣＴ．．……．………………………．………………………………………………．………．．．．．……．ＩＩＩ第一章绪论…………………………………………………………………………１１．１课题研究背景与意义……………………………………………………１１．２分布式电源与微网研究现状与前景……………………………………２１．２．１分布式电源概述与分类…………………………………………．２１．２．２微网定义与发展现状……………………………………………．３１．３电压优化控制研究现状及存在的问题…………………………………４１．３．１分布式电源电压控制研究现状…………………………………．５１．３．２微网电压优化控制研究现状……………………………………．６１．３．３配微协调优化控制研究现状……………………………………．８１．４本文主要研究工作及成果………………………………………………８第二章光伏并网点电压及无功控制……………………………………………．．１１２．１引言……………………………………………………………………．１１２．２逆变型分布式电源并网基本控制方法………………………………．１１２．２．１外环控制器设计…………………………………………………１２２．２．２基于ｄｑ０旋转坐标系的内环控制器设计………………………１４２．２－３分布式电源的基本控制策略比较………………………………１４２．３光伏并网点电压及无功控制方法……………………………………．１４２．３．１光伏并网的电压水平分析………………………………………１５２．３．２光伏并网逆变器无功电压基本控制方法………………………１６２－３－３改进光伏并网逆变器无功电压控制方法………………………ｌ７２．４算例验证………………………………………………………………．１８２．５小结……………………………………………………………………………………………２０第三章微网ＰＣＣ点电压的多分布式电源协调优化控制………………………２２３．１引言……………………………………………………………………．２２３．２微网典型控制模式分析………………………………………………．２２３．２．１主从控制模式……………………………………………………２２３．２．２对等控制模式……………………………………………………２３３．２．３分层控制模式……………………………………………………２３３．３微网ＰＣＣ点电压的多分布式电源协调优化控制方法………………２４３．４微网ＰＣＣ点电压的多分布式电源协调优化控制模型及算法………２５３．４．１微网ＰＣＣ点电压的多分布式电源协调优化控制模型………．２５３．４．２微网ＰＣＣ点电压的多分布式电源协调优化控制算法………．２７３．５算例验证………………………………………………………………．３０３．６小结……………………………………………………………………………………………３３第四章计及光伏电源的配网与微网协调优化控制……………………………．．３５４．１引言……………………………………………………………………．３５４．２光伏发电系统输出特性与最大功率点跟踪算法……………………．３５４．２．１光伏电池的输出特性分析………………………………………３５

电力电子技术课程综述.doc

HefeiUniversity 合肥学院电力电子技术课程综述系别：电子信息及电气工程系专业：自动化班级：姓名: 学号：

目录摘要： (3) 绪论 (4) 1.1电力电子技术简介： (4) 1.2电力电子技术的应用： (4) 1.3电力电子技术的重要作用： (5) 1.4电力电子技术的发展 (5) 本课程简介 (6) 2.1电力电子器件： (6) 2.1.1根据开关器件是否可控分类 (6) 2.1.2 根据门极)驱动信号的不同 (6) 2.1.3 根据载流子参与导电情况之不同，开关器件又可分为单极型器件、双极型器件和复合型器件。 (6) 2.2 DC-DC变换器 (7) 2.2.1主要内容： (7) 2.2.2直流-直流变换器的控制 (7) 2.3 DC-AC变换器（无源逆变电路） (8) 2.3.1电压型变换器 (8) 2.3.2电流型变换器 (8) 2.3.3脉宽调制(PWM)变换器 (9) 2.4 AC-DC变换器（整流和有源逆变电路） (9) 2.4.1简介 (9) 2.4.2工作原理 (9) 2.5 AC-AC变换器 (10) 2.5.1 简介 (10) 2.5.2 分类 (10) 2.6 软开关变换器 (10) 2.6.1分类 (10) 2.6.2 重点 (10) 总结 (11) 参考文献 (11)

摘要：电力电子技术是在电子、电力与控制技术上发展起来的一门新兴交叉学科，被国际电工委员会（IEC）命名为电力电子学（Power Electronics）或称为电力电子技术。近20年来，电力电子技术已渗透到国民经济各领域，并取得了迅速的发展。作为电气工程及其自动化、工业自动化或相关专业的一门重要基础课，电力电子技术课程讲述了电力电子器件、电力电子电路及变流技术的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续专业课程的学习和电力电子技术的研究与应用打下良好的基础。关键词：电力电子技术控制技术自动化电力电子器件 Abstract: Power electronic technology is in Electronics, electric Power and control technology developed on an emerging interdisciplinary, is the international electrotechnical commission (IEC) named Power Electronics (Power Electronics) or called Power electronic technology. Nearly 20 years, power electronic technology has penetrated into every field of national economy, and have achieved rapid development. As electrical engineering and automation, industrial automation or related professional one important courses, power electronic technology course about power electronics device, power electronic circuits, the basic theory of converter technology, the basic concept and basic analysis for subsequent specialized course of study and power electronic technology research and application lay a good foundation. Keywords:Power electronic technology control technology automation power electronics device

电力电子电路建模与分析考试题答案

1.推演单相全桥SPWM 逆变电路的动态模型 L E S 1S3 S 2S 4R L 非线性部分（开关网络）线性部分R 电感内阻 C 电路可看作两部分：线性部分→输出u 0，输入u i ；非线性部分(开关网络) →输出u i ，输入u r (调制波)。分析：u i 有两种电平，当S 1、S 4导通时，u i =E ；当S 2、S 3导通时，u i =-E ； ()12-=S E u i ???=导通时、导通时、S S S S S 324101（1）由于开关函数S 的存在，使得u i 的幅值变化不连续，故对上式取开关周期平均值； () ()t D S S E u i =-=，12（2）假设采用如图所示规则采样，则D (t )可推导如下(设载波频率为f W ，对应周期为T W )： u r U tri T w /2Δt D (t ) 可得，()???? ??+=+=U u T t T t D tri r w w 12122?（3）将（3）代入（2）有： ()()()U u E t D E S E u tri r i =-=-=1212（4）即：U E u u tri r i = 可得调制器逆变桥输出u i 的开关周期平均值与输入u r 之间的传递函数为： ()()U E S U S U t r i r i = U i 与U o 之间是一个线性电路，不难得出其传递函数为：

()()()???? ??++???? ??++=++=R R s C R R L s LC Cs //R Ls R Cs //R s U s U L L L L i o 11211111 综上可得调制器输入u r 与逆变器输出u o 之间的传递函数为： ()()()()()()U E R R s C R R L s LC s U s U s U s U s U s U tri L L r i i o r o ???? ? ??++???? ??++=?=11211 2.以DC/DC 变换器输出稳定直流电压为例，画出控制系统的一般组成框图，说明对电力电子变换电路进行建模、并且线性化的主要目的何在？ + -Gc （s ） PWM 调制v v ref +-Vin (t ) 补偿网络 DC/DC 变换器反馈控制系统 Gc （s ）Gm （s ）Gvd （s ）H （s ）Vref （s ）误差信号E(s)Vc （s ）d （s ）Vo （s ） B （s ）参考信号控制系统组成框图答：要满足系统的技术性能指标要求，取决于对控制器的良好设计(含补偿或校正环节)以及设计合适的反馈网络及其参数等，因此需要确切掌握控制器的控制对象的行为特征，即被控对象的数学模型。作为电力电子转换的电力电子装置，应用越来越广泛，电力电子装置要满足一定的性能指标，这就要进行系统设计，设计满足性能要求的控制器，这就要借助被控对象的数学模型，设计成满足要求的闭环系统，是系统达到稳准快高性能要求。同时对电力电子电路进行建模，还可以分析不同的电路参数对电路有怎样的影响，为更好地分析，设计做基础。而电力电子变换电路具有强烈的非线性(开关元件)，与线性系统不同，非线性系统性能与初始条件、工作状态、参量变化范围等等均有关联，难以有统一的数学分析方法，而经典控制理论中关于控制器的设计方法只适用于线性系统，所以，往往需进行线性化近似处理，得到线性化模型，然后按照线性设计方法进行设计。 3.根据开关元件的通、断对电力电子变换器进行分时分段数学描述，指出：按照这样的分段描述“数学模型”对变换器进行闭环系统PI 控制器设计可行吗？为什么？

电力系统分析报告仿真实验报告材料

实用文档电力系统分析仿真实验报告 ****

目录实验一电力系统分析综合程序PSASP概述 (3) 一、实验目的 (3) 二、PSASP简介 (3) 三、实验内容 (5) 实验二基于PSASP的电力系统潮流计算实验 (9) 一、实验目的 (9) 二、实验内容 (9) 三、实验步骤 (14) 四、实验结果及分析 (15) 1、常规方式 (15) 2、规划方式 (23) 五、实验注意事项 (32) 六、实验报告要求 (32) 实验三一个复杂电力系统的短路计算 (34) 一、实验目的 (34) 二、实验内容 (34) 三、实验步骤 (35) 四、实验结果及分析 (36) 1、三相短路 (36) 2、单相接地短路 (36) 3、两相短路 (37) 4、复杂故障短路 (37) 5、等值阻抗计算 (38) 五、实验注意事项 (39) 六、实验报告要求 (39) 实验五基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验 (40) 一、实验目的 (40)

二、实验内容 (40) 三、实验步骤 (41) 四、实验结果级分析 (41) 1、瞬时故障暂态稳定计算 (41) 2、冲击负荷扰动计算 (45) 五、实验注意事项 (74) 六、实验结果检查 (74)

实验一电力系统分析综合程序PSASP概述一、实验目的了解用PSASP进行电力系统各种计算的方法。二、PSASP简介 1．PSASP是一套功能强大，使用方便的电力系统分析综合程序，是具有我国自主知识产权的大型软件包。 2．PSASP的体系结构：第一层是：公用数据和模型资源库，第二层是应用程序包，第三层是计算结果和分析工具。 3．PSASP的使用方法：（以短路计算为例） 1).输入电网数据，形成电网基础数据库及元件公用参数数据库，（后者含励磁调节器，调速器，PSS等的固定模型），也可使用用户自定义模型UD。在此，可将数据合理组织成若干数据组，以便下一步形成不同的计算方案。文本支持环境：点击“数据”菜单项，执行“基础数据”和“公用参数”命令，可依次

电力电子技术课程设计报告

电力电子课程设计报告题目三相桥式全控整流电路设计学院：电子与电气工程学院年级专业：201５级电气工程及其自动化姓名：学号: 指导教师：高婷婷,林建华成绩:

摘要整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要同时也是应用得最为广泛的电路，不仅用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统,能源系统及其他领域,因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用，因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。关键词：电力电子,三相，整流

目录 1 设计的目的和意义………………………………………１ 2 设计任务与要求 (1) 3 设计方案 (1) ?３.1三相全控整流电路设计 (1) 3.1.１三相全控整流电路图原理分析 (2) ?3.１.2整流变压器的设计 (2) ?3．1.3晶闸管的选择 (3) 3.2 保护电路的设计 (4) 3．2.1变压器二次侧过压保护 (4) ?3．2.2 晶闸管的过压保护………………………………………………４ 3.2．3 晶闸管的过流保护………………………………………………５ 3.3 触发电路的选择设计 (5) 4 实验调试与分析 (6) 4.１三相桥式全控整流电路的仿真模型 (6)

4.2仿真结果及其分析……………………………………………７ 5 设计总结 (8) 6 参考文献 (9)

1 设计的目的和意义本课程设计属于《电力电子技术》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握《电力电子技术》,更进一步的掌握和了解他三相桥式全控整流电路。通过设计基本技能的训练,培养学生具备一定的工程实践能力。通过反复调试、训练、便于学生掌握规范系统的电子电力方面的知识，同时也提高了学生的动手能力。 2 设计任务与要求三相桥式全控整流电路要求输入交流电压2150,10,0.5U V R L H ==Ω=为阻感性负载。１.写出三相桥式全控整流电路阻感性负载的移相范围,并计算出直流电压的变化范围 2.计算α=60°时，负载两端电压和电流，晶闸管平均电流和有效电流。 3.画出α=60°时，负载两端 d U 和晶闸管两端 1 VT U 波形。 4.分析纯电阻负载和大电感负载以及加续流二极管电路的区别。 5.晶闸管的型号选择。３设计方案３.１三相全控整流电路设计

电力电子课程设计Boost电路的建模与仿真

？课程设计说明书课程名称：电力电子课程设计设计题目： Boost电路的建模与仿真{ 专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：【

二○一五年一月

目录引言课程设计任务书 (3) 第一章电路原理分析 (4) 第二章电路状态方程 (5) 当V处于通态时 (5) 当V处于断态时 (5) 第三章电路参数的选择 (6) 占空比的选择 (6) 电感L的选择 (6) 电容C的选择 (7) 负载电阻R的选择 (7) 第四章电路控制策略的选择 (8) 电压闭环控制策略 (8) 直接改占空比控制输出电压 (8) 第五章 MATLAB编程 (9) 定义状态函数 (9) 主程序的编写 (9) 运行结果 (12) 第六章 Simulink仿真 (16) 电路模型的搭建 (16) 仿真结果 (16) 第七章结果分析 (18) 参考文献 (19)

引言课程设计任务书题目 Boost电路建模、仿真任务建立Boost电路的方程，编写算法程序，进行仿真，对仿真结果进行分析，合理选取电路中的各元件参数。要求课程设计说明书采用A4纸打印，装订成本；内容包括建立方程、编写程序、仿真结果分析、生成曲线、电路参数分析、选定。 V1=20V±10% V2=40V I0=0 ~ 1A F=50kHZ

第一章电路原理分析 Boost 电路，即升压斩波电路（Boost Chopper ），其电路图如图1－1所示。电路中V 为一个全控型器件，且假设电路中电感L 值很大，电容C 值也很大。当V 处于通态时，电源E （电压大小为1V ）向电感L 充电，电流L i 流过电感线圈L ，电流近似线性增加，电能以感性的形式储存在电感线圈L 中。此时二极管承受反压，处于截断状态。同时电容C 放电，C 上的电压向负载R 供电，R 上流过电流0I R 两端为输出电压0U （负载R 两端电压为2V ），极性为上正下负，且由于C 值很大，故负载两端电压基本保持为恒值。当V 处于断态时，由于线圈L 中的磁场将改变线圈L 两端的电压极性，以保持L i 不变，这样E 和L 串联，以高于0U 电压向电容C 充电、向负载R 供电。下图1－2为V 触发电流和输出负载电流的波形，图1－3为电感充放电电流的波形。图2－1

现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述上课讲义

现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述

课程报告现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述学院：电气工程学院姓名： ********* 学号: 14********* 专业： ***************** 指导教师： *******老师 0 引言

电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展［1］电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件（第一代电力电子器件）上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件（第二代电力电气器件）随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。此外，这些器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题，RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）,并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合，它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应，MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们都综合

PSS在电力系统稳定性中的应用仿真开题报告

一、选题的目的及研究意义电力系统的发展，互联电力网络变得越来越大。如此的发展趋势在给电力系统以巨大的技术和经济效益的同时，也使得稳定性破坏事故所波及的范围更加广泛，电力市场的日益开放会使运行方式更加灵活多变，对稳定性的实时性判断要求更高。与此同时，由于受到环境和经济等因素的制约，区域间联网和远距离大容量输电系统的不断出现，系统运行更加接近极限状态，这使得电力系统稳定性问题日趋严重，电力系统一旦失去稳定，往往造成大范围、较长时间停电，在最严重的情况下，则可能使电力系统崩溃和瓦解，因此，准确、快速地分析电力系统在扰动下的稳定性行为，必要时采取适当的控制措施，以保证系统稳定性的要求，是电力系统设计及运行人员最重要也是最复杂的任务之一。从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题依据电网用电供电系统电路模型要求。因此，利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网在其可能遇到的多种故障方面运行的需要。二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等实际上, 如何保证和提高电力系统的稳定性是从多个方面进行考虑的。在系统规划阶段应合理选择发电厂厂址, 采用合理的输电方案以及配置相应的保护和自动装置等。在运行管理方面, 控制中心对运行方式的良好安排也有助于保证电力系统的安全稳定运行。当系统遭受扰动后，施加控制是改善和提高电力系统稳定性最经济有效的方法之一, 而严重故障后的紧急控制措施可将由于安全性破坏而对系统造成的影响减小到最低程度。目前暂态稳定分析的基本方法可分为两类：数值解法和直接法。数值解法（时域仿真法）是暂态稳定分析基本方法，它以稳态工况或潮流解为初值，对上述方程组联立求解或交替求解，逐步求得状态量和代数量，并根据发电机的转子摇摆曲线来判定系统在扰动下能否保持同步。目前时域仿真法主要采用的数值计算方法包括显式积分法和隐式积分法。前者包括欧拉法、龙格－库塔法和线形多步法等。后者包括改进的欧拉法和隐式积分法。欧拉法的精度低，数值稳定性较差，一般适用于简单模型和较短的暂态持续时间。龙格－库塔法拟合了泰勒级数的高阶项，具有比较高的精度，数值稳定性好。它的缺点是计算量大，计算速度慢。线形多步法精度高，运算量比龙格一库塔法小，但计算结果受初始值的影响较大，需要选择适当的起步算法来保证其精度。改进的欧拉法用隐式积分校正欧拉法的结果，精度比欧拉法有所提高。隐式梯形积分法在联立求解微分一代数方程时可以消除交接误差，具有较好的数值稳定性，可以采用较大的步长。虽然时域仿真法可以考虑电机的详细模型，而且能够得到足够准确的结果，但是随着网络规模的扩大，时域仿真法的计算量将很大，计算速度不能满足在线监测和控制的要求，并且其不能定量给出系统的稳定裕度。所以对电力系统暂态稳定研究致力于寻找一种快速、准确、实用的暂态分析算法。我国电力科学界对稳定分析的直接法与快速算法的研究大致始于80年代，其中最早发表的一篇是夏道止与Heydt等人关于分解-聚合法在线稳定的研究。随后有电力部电力科学研究院傅书逷等人关于PEBS法的研究：清华大学倪以信与美国Fouad等人对UEP法的直流输电模型与励磁系统模型的研究：1988年我国学者南京电力自动化研究院薛禹胜与比利时Pavella教授等人提出了扩展等面积法（EEAC法），将多机系统变成等值两机系统，利用等面积准则和泰勒展开式导出临界切除时间和稳定裕度的解析式，根据这一解析在注入空间定义稳态稳定域，推算联络潮流的稳定极限。近年来该法经不断完善，已扩展到动态EEAC法，使得计算精度大大提高。到了90年代，直接法与快速算法的研究尤为活跃，如哈尔滨工业大学郭志忠，柳焯等人用高阶Taylor 级数研究快速暂稳计算问题,上海交通大学刘笙等人关于PEBS法复杂模型的研究，东北电力

电力电子课程设计--Boost电路的建模与仿真

课程设计说明书课程名称：电力电子课程设计设计题目： Boost电路的建模与仿真专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：二○一五年一月

目录引言课程设计任务书 (3) 第一章电路原理分析 (4) 第二章电路状态方程 (5) 2.1 当V处于通态时 (5) 2.2 当V处于断态时 (5) 第三章电路参数的选择 (6) 3.1 占空比的选择 (6) 3.2 电感L的选择 (6) 3.3 电容C的选择 (7) 3.4 负载电阻R的选择 (7) 第四章电路控制策略的选择 (8) 4.1电压闭环控制策略 (8) 4.2 直接改占空比控制输出电压 (8) 第五章 MATLAB编程 (9) 5.1 定义状态函数 (9) 5.2 主程序的编写 (9) 5.3 运行结果 (12) 第六章 Simulink仿真 (16) 6.1 电路模型的搭建 (16) 6.2 仿真结果 (16) 第七章结果分析 (18) 参考文献 (19)

《电力电子技术》教学大纲

《电力电子技术》教学大纲学时：51 学分：3 适用专业：电子信息工程一、课程的性质、目的和任务电力电子技术是电子信息工程专业的一门专业选修课。其教学目的和任务：掌握各种主要的电力半导体器件的基本原理、特性及参数；熟悉AC/DC变换技术及DC/AC变换技术的基本原理及主要变换方法；对AC/AC变换技术、电力电子装置作一般了解；能阅读常见的电力电子电路及设计简单电力电子电路。二、课程教学的基本要求（1）了解新型电力电子器件；（2）理解可关断晶闸管；升降压变换电路；直流变换的PWM控制技术；电流型逆变电路；有源逆变电路；AC/AC变换电路；电力电子装置；（3）掌握电力二极管；晶闸管；电力晶体管；电力场效应管；绝缘栅双极型晶体管；电力电子器件的驱动与保护；DC/DC变换技术；DC/AC变换技术；整流电路；软开关技术。三、课程教学内容（一）概述 1．电力电子技术的发展 2．电力电子技术的应用领域说明：本章为电力电子技术课程的一般介绍。（二）电力电子器件 1．电力电子器件概述电力电子器件基本模型与特性电力电子器件的种类 2．电力二极管电力二极管及其工作原理电力二极管的特性参数 3．晶闸管晶闸管及其工作原理晶闸管的特性参数晶闸管的派生器件 4．可关断晶闸管可关断晶闸管及其工作原理可关断晶闸管的特性参数 5．电力晶体管

电力晶体管及其工作原理电力晶体管的特性参数 6．电力场效应管电力场效应管及其工作原理电力场效应管的特性参数 7．绝缘栅双极型晶体管绝缘栅双极型晶体管及其工作原理绝缘栅双极型晶体管的特性参数 8．其它新型电力电子器件静电感应晶体管静电感应晶闸管MOS控制晶闸管集成门换流晶闸管功率模块与功率集成电路 9．电力电子器件的驱动与保护驱动电路保护电路缓冲电路散热系统说明：本章的重点是电力二极管、晶闸管、电力晶体管、电力场效应管的工作原理、特性、主要参数和使用方法。难点是电力电子器件的驱动与保护。（三）DC/DC变换技术 1．直流变换电路工作原理 2．降压变换电路 3．升压变换电路 4．升降压变换电路 5．Cuk电路 6．带隔离变压器的直流变换器反激式变换器正激式变换器半桥变换器全桥变换器 7．直流变换的PWM控制技术直流PWM控制的基本原理直流变换的PWM控制技术说明：本章的重点是直流变换电路工作原理，降压变换电路，升压变换电路，带隔离变压器的直流变换器。难点是流变换的PWM控制技术。（四）DC/AC变换技术 1．逆变器的性能指标与分类逆变器的性能指标逆变器的分类 2．电力器件的换流方式与逆变电路的工作原理

低压微电网电压频率分层控制策略研究

硕士学位论文目录摘要 ..................................................................................................................... I Abstract ..................................................................................................................... I I 插图索引 .................................................................................................................. IV 附表索引 .................................................................................................................. VI 第1章绪论 (1) 1.1课题的研究背景及意义 (1) 1.2微电网的研究现状 (2) 1.2.1微电网的概念 (2) 1.2.2微电网的国内外发展现状 (3) 1.2.3微电网的结构特征 (5) 1.3微电网电压频率控制策略研究现状 (7) 1.4课题来源及本文的主要研究内容 (8) 第2章分布式电源和微电网的控制方法研究 (10) 2.1 DG逆变器的数学模型 (10) 2.2分布式电源的控制方法 (12) 2.2.1恒功率控制(PQ控制) (12) 2.2.2恒压恒频控制(V/f控制) (13) 2.2.3下垂控制 (14) 2.3微电网系统的控制方法 (16) 2.3.1主从控制 (16) 2.3.2对等控制 (17) 2.3.3分层控制 (18) 2.4本章小结 (19) 第3章基于模型预测控制的孤岛微电网频率控制策略 (20) 3.1孤岛微电网频率分层控制体系结构 (20) 3.2基于模型预测控制的频率二次控制方法 (21) 3.2.1本地控制系统 (22) 3.2.2基于传统PI控制的频率二次控制局限性 (23) 3.2.3模型预测控制方法基本原理分析 (24) 3.2.4基于模型预测控制的频率二次控制 (25) 3.3孤岛微电网频率二次控制系统稳定性分析 (26)

132081 朱海勇_电力电子系统建模控制与仿真_Buck电路模型建立及PI调节器设计

Buck电路模型建立及PI调节器设计朱海勇（东南大学电气工程学院，南京市玄武区四牌楼2号） The Construction of Buck Circuit Model and the Design of PI Regulator ZHU Hai-yong (School of Electrical Engineering, Southeast University, Nanjing Xuanwu Four Arches on the 2nd) ABSTRACT:In this paper, the state-space averaging method has been used to get the construction of Buck circuit model. Then the transfer function G(s) from control to output was obtained.And frequency characteristics curve of G(s) has been received in the help of MA TLAB.The design of PI regulator was done due to the instability of the system.The parameters of PI regulator,K P and K I was also obtained with the aid of the Rolls stability criterion. At last,the Buck converter model was built in Simulink simulation and the actual output voltage of the system was 12V after 0.5s . KEY WORDS：buck；state-space averaging method；pi regulator 摘要：本文采用状态空间平均法对Buck变换器建模，得到由控制到输出的传递函数G(s)。使用MA TLAB画出G(s)的频率特性曲线，得知系统不稳定后，设计PI调节器，由劳斯稳定判据得到PI调节的K P、K I参数。在Simulink中搭建Buck变换器的实际仿真模型，系统的输出电压在0.5s后稳定在12V。关键字：Buck；状态空间平均法；PI １引言 20世纪人类最伟大的20项科技成果有：电气化、汽车、飞机、自来水供水系统、电子技术、无线电与电视、农业机械化、计算机、电话、空调与制冷、高速公路、航天、互联网、成像技术、家用电器、保健科技、石化、激光与光纤、核能利用、新型材料，这些成果几乎不同程度地应用了电力电子技术，电力电子技术已广泛地应用于工业、交通、IT、通信、国防以及日常生活中。电力电子装置的应用范围十分广泛，粗略地可分为（有功）电源、无功电源、传动装置。电源有直流开关电源、逆变电源、不间断电源设备（UPS）、直流输电装置等；无功电源有静止无功补偿装置（SVC）、静止无功发生装置（SVG）、有缘电力滤波器、动态电压恢复装置（DVR）等；传动装置有直流调速系统、各种电动机的变频调速系统等[1]。本文采用状态空间平均法对Buck电路建模，得到由控制到输出的传递函数，使用MATLAB画出传递函数的频率特性曲线，得知系统不稳定后，设计PI调节器，最终使系统的输出电压稳定。 2建模过程 2.1状态空间平均法矩阵方程 )( )( )( K t Bu t Ax dt t dx + = )( )( )(t Eu t Cx t y+ = 状态变量x(t)包含电感电流、电容电压等。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = : )( )( )( 2 1 t x t x t x ， ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = : )( )( )( 2 1 dt t dx dt t dx dt t dx u(t)为输入量，通常为变换器的输入v g(t)。y(t)为输出向量。系数矩阵K 包含电容、电感、互感。输出变量y(t) 是输入独立电源与状态变量的线性组合。A、B、C和E为常数矩阵。