Z源型单相全桥中点钳位逆变器研究

为了克服传统多电平逆变器不能升降压的缺点,将Z源阻抗网络引入传统单相全桥中点钳位型(NPC)逆变器。通过对Z源型单相全桥NPC逆变器工作原理的详细分析,采用单相多电平空间矢量调制方法,将直通状态导入冗余矢量,对冗余矢量进行合理组合后可实现逆变器的中点电位自平衡和升降压输出。在理论分析的基础上,对Z源型单相全桥NPC逆变器进行仿真和实验,结果证明了拓扑结构的优越性及调制策略的可行性。     

基于有源X型电感网络的多电平逆变器研究

将有源X型电感网络替换基本直流变换器中的二极管电感网络或者电感,并引入极性反转逆变桥可以推演出一族电流型多电平逆变器。在此基础上叠代使用X型电感网络替换该族逆变器中X电感网络的电感即可拓展为N电平逆变器。所提出的多电平逆变器不仅具有电流型逆变器的性质,而且继承了拓展源直流变换器的部分基本特性,丰富了电流型多电平逆变器的构造方法。在不增加直流侧器件电流应力的情况下实现输出电流多电平,同时减小输出电流谐波。电感电流具有自均流能力。该文给出了拓扑的推演过程,详细分析拓扑的工作原理,并通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

一种新型三相Buck-Boost光伏逆变器漏电流抑制研究

漏电流问题是限制非隔离型光伏逆变器广泛使用的关键因素之一。为解决该问题,提出一种可应用于光伏系统的新型三相Buck-Boost逆变器。首先介绍该逆变器的拓扑结构和工作原理,然后推导该拓扑在任意开关时刻共模电压的表达式,从而研究正弦脉宽调制（SPWM）和系统共模电压及漏电流之间的关系,并通过数学模型分析逆变器的升降压能力。最后通过实验平台对上述方案进行验证,实验结果证明了上述方案的有效性和可行性。     

一种可抑制共模电流的三相Sepic电流源逆变器

该文将Sepic电路和传统电流源逆变器结合,提出一种新型可升降压的三相电流源逆变器,并通过构建直流旁路,实现对共模电流的抑制。所提出的新型逆变器拓扑具有能实现升降压、调制方式简单且易于实现等优点,可适用于直流电压范围变化较大的光伏发电等场合。该文首先介绍了三相Sepic电流源逆变器电路拓扑的构造方法和工作原理;其次,推导了逆变器在任意开关时刻的共模电压表达式,并对其共模电流抑制效果进行分析;然后,建立逆变器的等效电路图和数学模型,详细分析逆变器的升降压能力;最后,通过仿真和实验证明所提出的三相Sepic电流源逆变器及其控制方案的有效性和可行性。     

一种新型单输入开关电容多电平逆变器

为解决开关电容多电平逆变器开关器件承受电压应力较大的问题,该文提出一种新型开关电容多电平逆变器,其直流侧只需一个直流电源,通过电源与电容的串并联转换,对电容进行充放电,实现多电平输出。无需H桥结构,开关器件承受的电压应力低,并通过扩展可提升输出电压增益,增加输出电平数。当输出电压增益增高时,所提逆变器电压应力保持不变,具有在光伏发电及高压大功率工况下工作的潜力。给出了所提逆变器的电路结构、工作原理、调制策略、电容和电压应力分析、以及逆变器结构的扩展,并进行了仿真和实验验证。     

一种应用于单相光伏微型逆变器的电路拓扑分析

现有的光伏微型逆变器大多由反激变换器与全桥逆变器构成。反激变换器具有结构简单、成本低的优点,是单相光伏微型逆变器的最佳选择,但其变压器漏感问题一直影响着系统效率。本文提出一种由升降压电路和反激电路相结合的升降压反激式电路拓扑结构,通过详细分析该拓扑结构的工作原理,发现该电路可将漏感能量吸收回馈电路,实现了漏感能量的再利用;同时实现了开关管漏源电压的钳位,提高系统能量利用率的同时,降低了开关管关断电压尖峰;最后通过SIMetrix仿真软件进行仿真验证,证明了理论分析的正确性。     

光伏并网NPC三电平逆变器调制算法研究

与传统两电平逆变器相比较,三电平逆变器因输出状态增多,具有动作频率低,开关损耗小,谐波含量少等优点。文中采用NPC三电平逆变器拓扑结构,将60°坐标系下的SVPWM调制算法应用于光伏并网逆变器系统中,算法简洁,易于控制。Matlab/Simulink仿真和实验结果均表明理论分析的正确性以及光伏逆变系统的良好性能,可有效提高交流侧的功率因数,改善并网逆变器的电能质量。     

一种能够抑制共模电流的单级单相Buck-Boost光伏逆变器

该文给出一种能抑制共模电流的单级单相Buck-Boost光伏逆变器,该逆变器是通过将H桥逆变器与Buck-Boost斩波电路级联以及对相关的元件进行复用并对电路进行简化得到的,可同时实现升降压以适应宽输入范围的直流侧电压,无电解电容应用且具备有效抑制漏电流的能力,保证系统的可靠性和安全性,非常适用于中小功率光伏系统。此外,利用一种基于调制波重构的非线性调制策略,能显著降低直流侧储能电感大小,有效提高功率密度,实现均衡升降压。详述其工作原理,通过共模分析验证其能对阴阳两极漏电流实现有效抑制以及新型调制策略下可实现均衡升降压控制。在理论分析基础上,完成逆变器并网控制的仿真和实验,结果与理论分析相契合。     

一种单级非隔离Buck-Boost新型光伏逆变器

提出一种新型单级非隔离Buck-Boost逆变器。为使输入电压与调制波之间呈线性关系,采用一种新型的非线性PWM策略。该逆变器具有平衡的升降压能力,适用于光伏系统等输入电压宽范围波动的场合;此外该逆变器所用开关器件较少,仅需一个感值较小的电感作为储能元件,无需电解电容,并具有体积小、成本低、效率高、短路及断路保护简单等优点。首先对该逆变器的工作原理进行分析,确定其调制策略,然后建立其数学模型,设计闭环调节器,最后进行仿真和实验验证。通过分析仿真和实验结果,表明该逆变器具有升降压能力,适用于输入电压宽范围变化的场合。     

太阳能装置用压敏电阻对贵重太阳能装置的有效保护

目前,对贵重太阳能装置及其电子配备的过电压与电流浪涌的可靠保护显得极为重要.TDK-EPC公司为此打造了可靠且成本较低的解决方案——爱普科斯热保护压敏电阻.太阳能装置通常安装在屋顶等户外位置,且越来越多地安装在开阔地带,因此过电压带来的风险极高,而太阳能组件与逆变器(直流电平)之间长长的引线以及接至电网(交流电平)的馈线又加剧了这一风险.图1为典型的太阳能逆变器结构.太阳能逆变器将来自太阳能组件的直流电压转换成交流电压,然后供给电网.     

基于附加电平MPC的MMC环流抑制与子模块双重均压控制

针对模块化多电平变换器的相间环流与子模块电压波动问题,提出了基于附加电平模型预测控制的环流抑制策略,利用附加的补偿电平实现总子模块数的实时更新,达到环流抑制目的;同时,将相间均压与相内子模块均衡作为子模块的第一重均压控制,再将所投入的子模块电压排序处理构成第二重均压控制.通过分析模块化多电平变换器的桥臂环流与桥臂电压之...     

级联多电平逆变器SHEPWM功率均衡控制策略

针对级联多电平(cascaded H-bridge,CHB)逆变器特定谐波消除脉宽调制法,提出一种功率均衡控制策略。该策略利用CHB逆变器相电压有冗余的特点,对消谐方程组中基波幅值方程表达式进行等效拆分,从而保证一相中各串联H桥单元输出基波幅值相等的1/4周期对称的电压波形,实现各串联H桥单元在一个输出周期内的功率均衡。以两单元级联五电平CHB逆变器拓扑为例,对上述功率均衡控制策略进行理论分析、仿真验证和实验验证。研究结果验证了该均衡策略的正确性和可行性。     

基于电流矢量的三电平逆变器死区补偿策略

为避免直流侧电容的直通,需在功率器件驱动信号上载入必要的死区时间,但随之导致电压电流的畸变。针对上述问题,对三电平逆变器的死区效应展开理论分析,提出一种基于电流矢量的三电平逆变器死区补偿策略。通过分析三电平逆变器的开关切换序列和换向过程,得出在不同电流极性情况下的误差电压矢量。为解决传统策略需检测电流的弊端,研究根据电流幅值自适应设置死区时间,由此补偿矢量可转换为d-q坐标系下的直流分量,跟随电流矢量进行同步旋转。该策略可避免因各种扰动导致的电流过零时的误补偿,并有效改善电流波形。最后,通过基于TMS320F28335控制器的三电平逆变器实验样机,验证所提控制策略的正确性和有效性。     

改进子模块电压均衡控制的模块化多电平逆变器控制策略

针对模块化多电平逆变器(MMC)子模块电容电压的稳定情况将直接影响其工作性能的特点,对已有的MMC子模块均压控制策略进行改进,在四模块单相MMC基础上利用仿真软件Matlab/Simulink进行了仿真,并在以TMS320F2812为核心的控制平台上进行了实验验证,仿真及实验结果证实了改进子模块电压均衡控制策略的有效性和准确性。     

适用于大容量储能系统的级联H桥和模块化 多电平逆变器分析比较

摘要：大容量储能系统（energy storage system,ESS）一般需要通过功率转换系统（power conversion system,PCS）并入电网中,目前大容量PCS较为先进拓扑主要有级联H桥结构和模块化多电平结构。对结合储能系统的级联H桥逆变器和模块化多电平逆变器进行了仿真和分析,将它们在可靠性、输出效率、经济性等多方面进行评估比较,分析结果表明2种拓扑各具特色的同时也不可避免的存在不足,对此提出了适用于大容量储能系统输出拓扑的建议。     

NPC型三电平并网逆变器内外管不均压分析及抑制

中点箝位型三电平拓扑(3L-NPC)由于其箝位二极管的单向箝位性,易造成桥臂中内外管的电压不均衡,使得内管电压超过半边母线电压,威胁其完全运行。针对该问题,本文对3L-NPC并网逆变器在正常运行、并网待机及故障停机3种典型工况下的内外管不均压机理进行了全面详尽的分析,指出回路中器件杂散参数、内外管结电容的充放电电流不对称、回路LC振荡是造成不均压的主要原因,并据此提出一种简单可靠的解决方案,该方案能够有效抑制各种工况下的内管过压问题,实验结果可验证理论分析的正确性及所提方案的可行性。     

一种全桥MMC型电力电子变压器的优化均压控制策略

介绍了基于全桥MMC级联ISOP DC-DC变换器型电力电子变压器的工作原理和等效电路;分析了传统载波移相PWM控制和最近电平逼近调制均压策略的优缺点;提出了一种结合载波移相PWM和最近电平逼近调制的MMC优化均压策略。该优化均压策略可快速有效地控制MMC子模块电容电压平衡,同时保证电网电流谐波含量低的特性。文章通过Simulink仿真,验证了所提出的电力电子变压器优化均压控制策略的有效性。     

基于SVPWM光伏并网逆变器漏电流抑制研究

漏电流抑制是非隔离光伏并网系统需要解决的关键问题之一。为进一步改善漏电流的抑制效果,在充分考虑所有寄生参数的前提下,重点建立了非隔离型三相两电平光伏逆变器共模等效模型,分析了漏电流产生的原因,并基于SVPWM实现逆变控制,对采用不同开关方式下的漏电流进行分析对比。利用Matlab/simulink仿真验证了所建模型以及理论分析的正确性。     

箱式工业电阻炉加热的多流制牵引供电系统稳压方法

为提升箱式工业电阻炉加热的多流制牵引供电系统供电性能、减少电炉电压波动和负荷电压最大跌落值，提出箱式工业电阻炉加热的多流制牵引供电系统稳压方法。将大量直流电压并联运行，将其导向牵引负荷供电，在此基础上保持直流电压的稳定性，通过下垂实现电流环路的抑制，将电压补偿引入传统下垂控制中，防止电阻炉电压跌落；使用模块化多电平矩阵变换器FFTS专有“储能”特点，建立FFTS直流回路模型，通过直流电压波动抑制原理抑制直流电压波动，实现多流制牵引供电系统稳压运行。经实验验证，该方法能有效减少工业电炉燃烧电压不稳状态，提升供电系统供电性能；减小系统电压波动以及负荷电压的最大跌落值。     

新型高效率无漏电流单相非隔离光伏逆变器

为实现“双碳”及“铜退硅进”的目标,非隔离型逆变器在光伏新能源发电领域得到了广泛的研究与应用。非隔离光伏并网系统中存在的漏电流问题是迫切需要解决的关键问题之一。为解决该问题,文中提出了一种新型单级共地型无漏电流,高效率非隔离光伏并网逆变器拓扑结构。分析了所提逆变器前级DC-DC升降压电路的工作原理和模态,给出了其软开关实现条件。研究了新型拓扑结构的无漏电流内在机理,以及推导了其输出电压特性。搭建了基于PSIM软件的仿真模型,仿真结果表明：与传统漏电流抑制拓扑相比,该拓扑结构可实现无漏电流光伏并网,而且前级DC-DC变换器可实现软开关,可在较宽输入电压范围内实现高效率、高质量电能并网。