特定次谐波注入抑制模块化多电平换流器电容电压波动

模块化多电平换流器（MMC）电容电压波动抑制有助于降低电容器体积/重量,降低换流阀设备投入成本。推导了换流阀子模块电容电压波动分量及影响因素,分析了二倍频环流注入、三次谐波注入对子模块电容电压波动及换流阀的影响,提出的特定次谐波注入方法,可显著降低换流阀子模块电容电压波动,且桥臂电流峰值和有效值控制在允许范围内。以张北柔直工程参数为例,通过PSCAD仿真比较了环流抑制为零、二倍频环流注入、特定次谐波注入情况下的电容电压波动、桥臂电流有效值和桥臂电流峰值,验证了所提方法的正确性和有效性。     

微电网直流输电MMC环流抑制研究

模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converters,MMC）具有维护方便,易扩容等优点,在柔性直流输电（High Voltage Direct Current,HVDC）、电网谐波治理等领域得到广泛应用。但其子模块中的分散电容,在实际使用中会产生谐波环流,影响了模块电容电压波动,降低换流器的安全裕度和经济性。文章首先介绍了MMC组成结构;然后通过建立桥臂瞬时功率方程,分析环流产生机理,并得出桥臂环流中存在二次谐波分量的结论,通过控制直流侧电压与桥臂等效输出电压之间的差值,调节环流中的谐波分量,进而将现阶段国内、外环流抑制方法分为间接环流抑制方法与直接环流抑制方法,并对环流的利用也做了相关阐述。最后对环流抑制存在的问题进行总结与展望。     

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...     

基于模块化多电平变换器的高压直流输电系统环流控制策略

模块化多电平变换器由于其扩展的容易性,在高压直流输电领域具有突出的优势,针对MMC固有的环流问题,提出了一种有效的环流控制策略,该控制策略既包含环流的利用也包含环流的抑制。首先通过对MMC内部运行机理的分析,得到平衡上、下桥臂子模块电容电压的条件,分析表明可通过环流控制实现上、下母线电容电压和与差的控制,并设计了基于PI与PR调节器的环流利用策略;其次针对环流中的有害成份,提出了一种基于多重PR控制器的环流抑制方案;最后通过算例分析,验证了所提环流控制策略的正确性和有效性。     

低计算复杂度模块化多电平换流器电容均压算法

模块化多电平换流器(MMC)的电容均压直接影响到可再生能源发电系统的损耗和稳定。为降低排序类均压算法的时间复杂度、改善电容均压效果,文章提出一种时间复杂度较低的MMC电容均压算法。该算法根据调制波电压在一个控制周期内的增量和桥臂电流的正、负将桥臂分为4种工作状态,各工作状态在第一个控制周期内,对所有子模块电压触发希尔排序,在其余每一个控制周期通过个别子模块投切状态的交换或附加限制步数的插入排序,维持切除组或投入组子模块电压的有序性,从而使下一控制周期子模块投切状态的变动不排序,能够降低算法时间复杂度和器件的开关频率,通过仅设置一个子模块状态交换偏差值,达到了调节电压波动、开关频率的目的。最后在PSCAD/EMTDC仿真模型验证了所提均压算法的有效性。     

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。     

基于能量平衡的模块化多电平变换器调制方法

基于模块化多电平变换器（modular multilevel converter, MMC）的DC/DC变换器因其模块化结构,容易实现低中高压之间的电压转换而广泛应用于直流配电网。该文研究了一种基于模块化多电平变换器的电隔离双向DC/DC变换器,根据DAB变换器的典型两电平电压波形,提出了一种基于能量平衡的模块化多电平变换器调制方法,可以在离散水平上产生适应的电压增益,并对MMC桥臂子模块电压平衡关系和能量平衡关系进行了理论分析,最后通过仿真方法验证了所提出的基于能量平衡的模块化多电平变换器调制方法的性能要优于经典能量平衡策略。     

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。     

MMC型STATCOM子模块电容电压的自适应优化平衡控制

对模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)子单元模块电容电压的谐波特性进行理论分析,并给出电容值选型的计算方法。针对传统的基于CSPWM分级电容电压平衡控制和基于NLM排序电容电压平衡控制,提出了一种适合MMC型STATCOM的自适应电容电压优化平衡控制策略,将平衡控制的重点放在如何选择最优控制器上。使用Matlab/Simulink对自适应优化控制策略进行仿真,同时搭建3kvar的实验平台,仿真及实验结果一致,结果均表明该优化平衡控制策略与传统方法相比,可以在不增加电容电压波动的前提下,降低器件的开关频率,并显著提高电容电压的响应速度。     

基于基频开关频率的MMC电容电压均衡策略

为减少子模块开关动作次数和换流器损耗,提出一种新的MMC调制策略。该方法基于阶梯波调制方式,通过不同子模块间开关信号的相互配合,获得所需要的交流侧输出波形并实现子模块电容电压均衡,并且无需对子模块电容电压进行实时监测或者增加其他的反馈控制。应用该调制方法的MMC,由于其子模块开关能够以基频的开关频率工作,使得其较载波移相等传统调制方法具有较低的功率损耗。仿真结果表明该调制策略能够保证MMC各子模块开关在基频开关频率的条件下稳定运行,并且可实现对子模块电容电压的均衡。     

An approximate model for studying harmonic current amplificationsin current-source inverter fed induction motors

The nature of harmonic current amplification in current source inverter fed induction motors is studied through a six-pulse current source inverter. An approximate model consisting of the induction motor and the parallel and series capacitors was used to simulate the circuit under the multiple commutation mode. The thyristor currents were treated as the source currents. The analytical result shows that the steady phase harmonic current amplification of the six pulse inverter-fed motor goes from the high frequencies down to the fifth order of the harmonic when the values of the capacitor reactances of the approximate model are reduced. The experimental study showed that the fifth harmonic current amplification was significant under a multiple commutation mode     

Analysis of a Permanent Magnet Synchronous Machine Supplied from a 180° Inverter with Phase Control

Reference frame theory is used to establish the equations which describe the steady-state and dynamic behavior of an electric drive system consisting of a permanent magnet synchronous machine supplied from an inverter operating in the 180° conduction mode and with provisions to shift the phase of the stator voltages relative to the rotor position. An expression for the phase-shift angle which yields maximum torque is derived. It is shown that a comparison of the stator time constant and the no-load rotor speed without phase shift, can be used to anticipate the increase in average torque achievable by phase shifting. It is also shown that advancing the phase of the stator voltages advances the phase of the fundamental component of the stator phase currents relative to the phase voltages. A method of calculating the steady-state harmonic currents and torque is also given. The information given in this paper should serve as a guide for the operation of brushless dc motors and the design of speed or position controls that employ phase shifting techniques along with or instead of pulse width modulation.     

考虑传输线分布电容影响的光伏并网系统谐波谐振抑制策略

以传输线联网的光伏逆变器为研究对象,当传输线中分布电容较大不能忽略时,考虑传输线分布电容的影响下,分析系统的谐振特性以及电网背景谐波在传输线中的传播特性。针对系统的谐波谐振情况,提出基于电容电压的有源阻尼策略有效抑制系统出现的多个谐振尖峰,同时抑制电网中5次背景谐波的传播放大。为更好地抑制7次背景谐波,在上述控制算法的基础上于电容电压反馈通道中引入7次谐振控制器重塑逆变器输出的7次谐波阻抗。最后,在所提方案下,对逆变器输出5次谐波阻抗进行约束来优化控制参数,有效减小背景谐波导致的入网电流畸变。仿真验证所提方案的正确性和有效性。     

Harmonics generated by two variable speed wind generating systems

Two variable-speed, constant-frequency generating systems are tested on the MOD-0 experimental wind turbine to quantify the harmonic currents and voltages at the connecting point to the utility system. The total harmonic current and voltage distortions are calculated and compared to those calculated for an induction generator, which is taken as the base system     

Performance investigation of artificial intelligence based controller for three phase four leg shunt active filter

In this paper, the choice of power quality compensator is a DSTATCOM which constitutes a three phase four leg voltage source converter (VSC) with a DC capacitor. The control strategy proposed for the DSTATCOM is a neural network based one cycle control (OCC). This control strategy involves neural network block, digital circuits and linear elements, which eliminates the sensors required for sensing the load current and coupling inductor current in addition to the multiplier employed in the conventional method. The calculation of harmonic and reactive currents for the reference current generation is also eliminated, thus minimizing the complexity in the control strategy. The control strategy mitigates harmonic/reactive currents, ensures balanced and sinusoidal source current from the supply mains that are nearly in phase with the supply voltage, compensates neutral current, and maintains voltage across the capacitor under unbalanced source and load conditions. The performance of the DSTATCOM with the proposed artificial neural network (ANN) controllers is validated and investigated through simulations using Matlab software. The simulation results prove the efficacy of the proposed neural network based control strategy under varying source and load conditions.     

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。     

变占空比三态Boost功率因数校正电路研究

为提高新能源并网等系统中变换器的功率因数,该文提出三态Boost变换器的变占空比控方案。通过分析电感电流参考值,推导出开关管的占空比表达式;根据输出电容上的二次谐波电压得到电压的纹波大小。相比于传统的定占空比控制方法,变占空比控制能够在较宽的输入电压范围内实时调整占空比,使电流跟踪电压变化,从而提高功率因数,降低输出电压纹波且不随输入电压变化。通过仿真和实验验证了理论分析的正确性以及控制的有效性。     

含冲击负荷的配电网动态无功补偿

对于含冲击负荷的配电网,由于其负荷波动性大,导致无功补偿较为困难,对此提出了综合动态无功补偿法,即利用无功裕度的方法确定最佳补偿点,以在线监测补偿点电压作为约束条件控制投切电容器,动态调整补偿容量。对于冲击负荷引起的电压降落,采取就地补偿电容器的方式,同时在电容器上串联一个小容量电抗器,以抑制并联电容器对谐波的放大作用,减小负荷冲击对电网的影响。实例应用结果表明,该方法不仅稳步提升了线路和冲击负荷点电压,且有效保证了电网的电压质量。     

HHT在电网谐波分析中的应用研究

Hilbert-Huang变换(HHT)以经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)为理论基础,尤其适用于强干扰背景下的瞬时有用信号的提取.本文以某10 kV电力母线谐波实测数据为基础,研究HHT在谐波电流分析中的应用.对10 kV电力母线谐波电流信号应用EMD分解得到的固有模态函数IMF(Intrinsic Mode Function),与小波分析结果相比较表明,HHT能够从复杂的背景谐波中获得较为理想的无畸变谐波信号.