多逆变器串联发电系统中的死区效应分析

针对多逆变器串联发电系统在载波移相SPWM调制方式下的死区效应进行研究。首先,推导了该发电系统在理想条件下的输出电压,利用等面积近似理论与傅里叶分析相结合的方法对该发电系统中的死区进行了建模;其次,将该发电系统死区电压与理想输出电压相叠加,分析了调制度、载波比变化时死区效应对该发电系统输出电压的影响,在此基础上提出了一种基于载波比变化时的死区补偿法;最后,利用Matlab/Simulink仿真,结果表明该死区效应分析方法有效,且所提死区补偿方法能够有效改善死区对多逆变器串联发电系统输出电压、电流的影响。     

直流侧串联的多VSC-HVDC并联运行系统直流侧电压平衡控制方法

为提高VSC-HVDC系统传输容量,可采用直流侧串联的多VSC-HVDC并联运行系统,但需解决其直流侧电压平衡问题。笔者对其平衡控制方法进行分析,对系统存在自身参数不一致、指令功率突变、交流外部故障情况进行仿真验证。为降低器件开关频率并提高波形质量,采用了载波移相的控制方法。仿真结果证实了所提出的直流侧串联的多VSC-HVDC并联运行系统直流侧电压平衡控制以及载波移相方法用于该系统的有效性。     

多载波水平移相PWM调制策略的谐波分析

多电平逆变器由于输出容量大、输出电压谐波含量小等优点,在中高压应用领域得到了广泛的应用,同时,调制策略的优劣严重影响着多电平逆变器的性能。基于双边傅立叶变换,提出了一种多载波水平移相调制策略谐波分析方法,得出了输出电压谐波的解析表达式,从理论上论述了水平移相调制策略谐波消除的根本原因。在此基础上,以优化谐波为目的,针对多单元H桥串联型多电平逆变器,推导了一种二重化与载波水平移相相结合的PWM（Pulse Width Modulation）调制策略谐波表达式,详细分析了其谐波分布特性,概括出采用模块化的多电平拓扑结构谐波消除的一般原则。最后,以DSP与CPLD为基础,搭建了一套多单元串联型逆变器数字化实验系统。仿真与实验结果对所采用的谐波分析方法及水平移相PWM调制策略的特性进行了验证。     

基于载波移相的MMC控制策略研究及仿真

模块化多电平变换器(MMC)是一种结构独特的多电平变换器,相对于传统多电平变换器,其结构简单且高度模块化、输出灵活、谐波畸变率较小,因此成为大电压高功率场合的研究热点。由于MMC的调制技术和电容电压均衡是其稳定运行的基础和关键,因此研究分析了MMC的拓扑结构和工作原理,学习了载波移相调制技术(Carrier Phase-Shifted SPWM,CPS-SPWM)的原理,并提出将载波移相调制和子模块电压均衡控制相结合的控制策略。在Matlab/Simulink里搭建了基于载波移相调制和子模块电容电压均衡控制的三相MMC仿真模型,结果验证了研究提出的控制策略在MMC中等效开关频率较高,输出电压谐波特性良好,可以很好地控制电容电压波动,是一种适合MMC的控制策略。     

载波移相SPWM开关频率的选取

载波移相正弦脉冲宽度调制(SPWM)应用于高压大容量链式多电平逆变器场合时,若载波频率太低,各载波初相位对输出电压相位影响较大,可能造成链式逆变器各单相桥榆出电压基波初相位存在明显差异,引起电容电压不平衡.推导了载波移相SPWM输出电压的数学表达式,分析了低开关频率下输出电压的谐波特性及其对逆变器运行的影响,提出应选择较高的载波频率.数字仿真和物理实验结果表明.在一相串联桥数大于4时,选择高于300 Hz的载波频率.可保证各桥输出电压初相位差异小于0.5°对电容电压的影响可忽略.     

模块化多电平换流器调制策略研究

模块化换流器是应用于电压源换流器直流输电的新型多电平换流器拓扑。介绍了MMC最近电平调制策略和载波移相调制策略的原理,以及相应的电容电压平衡控制策略。分析了2种调制策略下输出电压电流的谐波特性,结果表明具有高开关频率的载波移相调制策略具有更好的谐波特性。在PSCAD/EMTDC中进行了仿真,验证了理论分析的正确性。     

三电平H桥级联型逆变器

级联型多电平变频器输出电压谐波含量小,易于实现模块化,适用于高压大功率场合.本文主要针对三电平H桥级联型逆变器的拓扑结构和控制方式的相关问题进行分析与研究.级联个数不同,对控制方法也有不同的要求.提出了基于载波层叠调制和载波移相调制的混合载波调制方法,三电平桥臂内采用反相层叠载波调制,级联单元间及桥臂间均采用载波移相调...     

基于CPS-SPWM的级联H桥多电平逆变器控制方法

级联H桥多电平逆变器适用于各种高电压、大电流的场合;载波移相正弦脉宽调制(CPS-SPWM)技术易于实现,等效载波频率高,已成为级联多电平逆变器使用最广泛的调制方法。采用了一种可节省硬件资源的改进型载波移相调制方式,在对其调制原理进行详细分析的基础上,利用PSCAD/EMTDC软件搭建级联H桥多电平逆变器的软件仿真模型,结合基于IPM模块实现的物理实验系统,研究了载波频率对逆变器输出电压谐波特性的影响。仿真及实验结果均表明改进型CPS-SPWM技术能够使逆变器的输出电压波形趋近正弦波,并降低其畸变率。     

基于载波移相SPWM级联式变换器输出谐波分析

为了分析不同调制方式及不同级联数目多电平变换器的输出谐波电压分布规律,并为滤波器的设计提供参考,在充分考虑奇偶级联数目、调制移相角度和调制比对输出波形影响的基础上,分别以3,5,6,7,10个H桥级联的谐波输出情况为例,通过大量的仿真,采用对比分析的方法得出了基于载波移相SPWM级联式静止串联同步补偿器(Static Serial Synchro Compensator,SSSC)输出电压谐波的具体分布规律,并给出了等效载波频率的明确定义方法,通过双重Fourier级数理论分析验证了文中的结论。     

一种微源逆变器串联连接型微网特性研究

为进一步降低微网输出电压谐波含量,减少对外电网的谐波污染,研究了一种微源逆变器串联连接的微网组网方式。首先介绍了系统拓扑结构及输出电压双重傅里叶表达式,并基于此对系统特性进行了详细分析。其次对直流环节电压波动、孤网运行时功率分配及微源实时投切等问题提出了相应的解决方法。最后建立微源数学模型,利用Matlab/Simulink软件对系统运行特性进行了仿真分析。该结构下微电网在减少输出谐波含量的同时,可有效解决微网中环流、频率差异等诸多问题,提高传统电网对分布式电源的接纳能力,并能够对微电网的全面发展提供新思     

模块化多电平变流器(MMC)两种调制比较

模块化多电平变流器(MMC)在子模块数较少的情况下,其输出电压谐波成分较大,因此通过优化调制方式来改善输出电压的谐波成分具有重要意义。首先回顾了基于电容电压排序的直接调制法和基于载波相移的调制法的原理,重点对两种调制方式下的输出特性以及桥臂电压进行了比较,最后通过单相MMC平台对两种调制方式进行了实验研究。     

基于相关性分析的微网分布式电源能量管理建模与仿真

为确保微电网安全、稳定运行,提高能源利用率,研究了基于相关性分析的微网分布式电源能量管理协调控制方法。根据微网能量管理系统特点,以确保符合电能质量标准的微网功率平衡、电压频率稳定、实现级别高负荷优先供电为控制目标,以满足微电源和储能装置功率需求为约束条件,构建了微网分布式电源能量管理模型。在此基础上,通过负荷Agent控制策略,基于微网分布式电源、线损及负荷间的有功功率相关性分析,合理配置微电网能量,实现微网分布式电源能量管理。算例仿真结果表明：所提管理控制方法可以显著降低用户运行成本,确保光伏发电和风力发电维持最大输出功率,保证微网频率和电压的波动符合国家标准偏差,其中电压波动幅度小于5%,稳定性极佳。     

一种5kHz逆变串联型高频激励融冰电源及其控制策略研究

输电线路覆冰会危害电力系统安全稳定运行,高频激励融冰作为一种新型的融冰方法,具有可在线融冰的技术发展前景。高频激励电源是该融冰技术的核心装置,文中研究了一种5kHz高频激励融冰电源。通过H桥功率单元模块串联实现大功率的输出,采用载波相移调制技术降低开关频率,增大逆变器的输出电压及功率。提出了一种在双闭环控制的基础上增加一个电压幅值外环的控制方法,有效地改善了系统的动态性能和稳定性,消除了系统静差,得到了良好的输出波形。仿真验证了高频激励电源设计及其控制方法的可行性。     

微网中三相逆变器类功率下垂控制和并联系统小信号建模与分析

基于公共节点电压的逆变器并联功率理论在微电网系统应用中存在局限性,本文以逆变器输出端电压为切入点重新推导了并联功率理论,提出一种基于＂类功率＂的无互联线并联下垂控制策略。依据＂类功率＂定义,建立了新型控制策略下的并联系统小信号数学模型。通过数学模型建立系统传递函数,依据自动控制原理分析下垂参数的变化对三相逆变器并联系统...     

级联型高压变频器输出电压观测器研究与实现

首先介绍了级联型高压变频器系统(CAS-HVI)拓扑结构;然后针对级联型拓扑结构,结合载波移相调试算法,引出了基于直接转矩控制的高压变频器系统(HVI-DTC)对输出电压的观测(重构)需求;再着重就载波移相对输出电压重构的影响进行分析,并分别对传统DTC与SVM-DTC控制的输出电压重构进行研究;最后在样机上实现重构算法,并分析实验结果,结果验证了重构效果及必要性。     

基于非接触滞环调节器和动态基准调节的自激闭环控制策略

提出了一种基于非接触滞环调节器和动态基准调节的自激闭环控制策略,可自动快速响应感应式无线电能传输系统中耦合机构与负载参数的变化,并实现输出电压的精确控制.首先,针对串/串补偿感应式无线电能传输系统,提出基于动态基准调节的自激控制策略.然后,引入相移时间参数描述动态基准的变化,详细分析了动态基准对自激振荡频率与输出电压增益特性的影响,并给出输出电压调控的单调区间与可调输出电压限值.进一步,提出了基于过/欠压状态信息反馈的非接触滞环调节器实现方案,将其与基于动态基准调节的自激控制相结合,实现了输出电压的闭环调节.最后,搭建了一台80 W实验样机,验证了理论分析的正确性与所提控制策略的优越性.     

基于载波自由度的改进载波移相PWM技术

载波移相(CPS-PWM)应用于级联H桥型(CHB)多电平逆变器时,虽然各级联单元具有功率均衡的特点,但输出电压的直流电压利用率较低,且低调制度时谐波性能比较差。针对这2个问题,提出一种改进的CPS-PWM调制技术,该调制技术基于载波形状自由度,利用改进的载波代替原CPS-PWM中的三角形载波进行调制,通过状态空间平均法计算出在改进后的载波下逆变器输出电压的基波幅值和各个级联单元的输出电压,并和逆变器在CPS-PWM技术下的输出电压对比分析,改进的CPS-PWM技术可以显著地提高输出电压的直流电压利用率,改善低调制度的谐波性能,且和CPS-PWM技术一样,各级联单元输出功率能够实现自然均衡。该调制技术以CHB型五电平逆变器为例,通过实验、仿真验证了该技术的正确性。     

SPWM-H桥变换器中分岔与混沌的自适应载波调幅控制

本文以单相正弦脉宽调制(SPWM)H桥变换器为研究对象,应用分岔图和时域波形图,研究调制过程中载波调幅系数的变化对系统动态行为的影响,并对其进行系统稳定性的数学解析,在此基础上,提出一种自适应载波调幅控制方法,该方法能够依据变换器各参数的变化实时调整载波调幅系数,以保证系统的稳定运行。最后,建立基于DSP相关实验,在系统混沌时加入文中提出的方法,通过实验验证该方法的有效性。     

五开关H桥逆变器改进PWM控制方法的研究

针对传统级联五电平逆变器所需开关器件较多的问题,介绍了一种由1个辅助开关电路与H桥电路相结合的五开关H桥逆变器拓扑。根据该拓扑工作原理的特点,对其脉宽调制PWM策略进行了研究,提出了一种基于载波移相脉宽调制的改进型PWM控制方法。该方法依据两单元H桥级联,通过单极倍频CPSPWM方法得到五电平相电压的波形,并把该五电平电压波形作为五开关H桥逆变器的输出目标波形,再结合逆变器的4种工作模式来逆向推导出PWM脉冲信号。最后通过仿真和实验研究证明了该拓扑结构和控制方法的可行性与有效性。     

级联型多电平逆变器的优化脉冲宽度调制控制策略

基于传统分析消谐波脉冲宽度调制PWM法（Subharmonic PWM,SHP-WM）,提出了一种适用于三相级联多电平逆变器的改进型调制方法,即载波重叠开关频率优化PWM法（CO-SFO-PWM）。新型PWM方法兼具载波重叠法和开关频率优化法的优点,可以增大输出线电压的基波幅值,提高直流电源电压利用率,改善输出线电压谐波性能,特别是在低调制下可明显减少输出线电压畸变率。以三相级联型7电平逆变器为例,通过Matlab进行仿真验证,有效地验证了CO-SFO-PWM调制方法的正确性。