一种基于FPGA的多电平变流器脉冲生成方法

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)及不对称规则采样的级联H桥型变流器触发脉冲的快速生成方法。详细分析了基于不对称规则采样的载波相移SPWM(CPS-SPWM)触发脉冲的快速生成原理,重点介绍了基于FPGA的CPS-SPWM触发脉冲快速生成的实现方法。理论分析和实验结果表明,在既没有增加采样频率,又没有增加计算量的情况下,相对基于对称规则采样的CPS-SPWM脉冲生成方法,该方法具有较快的生成速度,并可广泛应用于DSTATCOM等高压级联H桥多电平变流器触发脉冲的快速生成。     

10kV链式STATCOM的研究与设计

针对高压10kV供电系统,详细介绍了链式静止同步补偿器(STATCOM)装置结构,该装置采用级联H桥逆变器模块作为主拓扑,该结构具有逆变器输出电压等级高且谐波含量少等优点。同时设计了级联H桥逆变单元参数,采用单极倍频CPS-SPWM调制技术,控制各开关器件的脉冲,实现对链式多电平STATCOM装置的控制。最后,搭建STATCOM实验样机,试验证明文章所述理论的有效性、正确性和优越性。     

级联H桥型静止同步补偿器触发脉冲的快速生成方法

详细分析基于对称规则采样和不对称规则采样的正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)脉冲生成方法的特点,并介绍一种应用在级联H桥型变流装置中的载波相移正弦脉宽调制(carrier phase-shifted sine pulse width modulation,CPS-SPWM)脉冲生成时序,在此基础上,提出一种基于不对称规则采样的CPS-SPWM脉冲的快速生成方法。分析研究基于该方法的级联H桥型变流装置输出电压的基波特性。理论分析、仿真和实验结果表明,该方法相对基于对称规则采样的CPS-SPWM脉冲生成方法,既没有增加采样频率,也没有增加计算工作量。同时,装置输出电压的基波分量不仅延时缩小1半,仅滞后调制波1/4个载波周期,而且幅值有所提高,波形的不对称性也有所改善。     

基于不对称规则采样法的级联H桥型变流器CPS-SPWM输出电压谐波特性分析

对基于不对称规则采样法的级联H桥型多电平变流器的CPS-SPWM输出电压的谐波特性进行了分析研究。通过理论分析、仿真和实验验证,得出以下结论:在三角载波频率ωc远大于调制波频率时,N级联变流器的CPS-SPWM输出电压的基波分量在相位上滞后正弦调制波1/4个载波周期;谐波主要分布在偶数倍的Nωc附近,且呈奇数次分布。     

空间矢量调制技术在6kV级联静止同步补偿器中的应用

将简化的空间矢量调制技术与载波移相技术相结合,介绍了载波移相SVM调制技术的基本原理。结合级联H桥拓扑结构,分析了空间矢量调制技术在级联静止同步补偿器(STATCOM)中的实现方法,并进行了仿真实验分析。与传统的CPS-SPWM调制方式相比,该方法具有直流电压利用率高、易于数字化实现等优点。此外还给出了该级联STATCOM装置的系统结构。仿真和实验结果表明,基于载波移相SVM调制技术的6kV级联同步补偿器能够在实际电网中以较低的开关频率准确、有效地实现无功功率与谐波的综合补偿。     

多电平调制技术在10kV STATCOM中的应用研究

为了提高10kV级联H桥STATCOM的输出电压质量,将单极倍频CPS-SPWM调制技术和改进型载波层叠调制技术进行对比研究。在电压等级为10kV的STATCOM中,分析了不同载波频率下,STATCOM单相输出电压的谐波畸变率的变化。仿真和试验证明,单极CPS-SPWM相对于改进型载波层叠调制技术,具有波形质量好、谐波畸变率低和等效开关频率高等优势。     

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。     

级联H桥型STATCOM混合调制策略

级联H桥型静止同步补偿器(STATCOM)的控制基于多电平逆变器的脉宽调制技术。介绍级联H桥型STATCOM的载波移相正弦脉宽调制(CPS-SPWM)和最近电平逼近调制(NLM)的控制原理,及与其对应的直流电压平衡策略。基于NLM策略,结合载波移相原理,提出一种混合调制策略,解决NLM在级联单元数较少时的谐波问题。级联H桥型STATCOM的运行实验结果表明了混合调制策略的有效性及优势。     

空间矢量调制技术在6 kV级联静止同步补偿器中的应用

将简化的空间矢量调制技术与载波移相技术相结合,介绍了载波移相SVM调制技术的基本原理。结合级联H桥拓扑结构,分析了空间矢量调制技术在级联静止同步补偿器（STATCOM）中的实现方法,并进行了仿真实验分析。与传统的CPS-SPWM调制方式相比,该方法具有直流电压利用率高、易于数字化实现等优点。此外还给出了该级联STATCOM装置的系统结构。仿真和实验结果表明,基于载波移相SVM调制技术的6 kV级联同步补偿器能够在实际电网中以较低的开关频率准确、有效地实现无功功率与谐波的综合补偿。     

基于CPS-SVPWM调制的链式STATCOM直流侧电压控制策略

在高压场合(10 kV或35 kV),可以采用H桥级联的链式星形STATCOM进行无功补偿。采用传统SPWM调制时,其直流电压利用率不高,需要多个H桥级联,成本较高、可靠性较低。空间矢量调制技术(SVPWM)有提高电压利用率的优点,可以有效的减少H桥的个数,但当电平数较多时,其计算过于复杂。因此文中介绍了一种应用于星形连接链式STATCOM的简化SVPWM算法,将两电平空间矢量调制技术与载波移相调制技术相结合,能够有效提高直流电压利用率并且降低计算的复杂性;在此基础上,文中提出一种直流电压分层控制策略,以实现各H桥直流侧电压的稳定与均衡。在仿真软件PSCAD中搭建模型进行仿真,验证了该调制算法及直流电压控制策略的正确性及可行性。     

基于载波变频脉冲宽度调制技术的级联型静止同步补偿器

针对当前静止同步补偿器（STATCOM）存在的问题,提出了将载波变频技术脉冲宽度调制VFCB-PWM与级联H桥型多电平变换器相结合的级联型静止同步补偿器,阐述了载波变频技术的工作原理及其具体实现方法。Matlab仿真结果表明,该级联型静止同步补偿系统能在较低开关频率情况下准确、有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。     

CPS-SPWM在级联型有源电力滤波器中的应用

提出了基于载波相移-正弦脉宽调制(CPS-SPWM)技术的级联H桥型多电平变流器,它是CPS-SPWM技术与级联H桥型变流器拓扑结构的结合,同时具备二者的优点,在大功率变流器领域具有很好的应用前景.文中给出了载波相移技术在级联H桥型变流器上的具体实现方法,并将其应用在并联型有源电力滤波器(APF)中,对直流侧总电压闭环电压控制的原理进行了验证.仿真和实验结果表明,该并联型APF系统在低开关频率情况下能够准确有效地补偿谐波和无功电流,性能良好.     

T型H桥级联多电平变换器的改进型脉宽调制策略

针对T型H桥级联变换器的拓扑结构及其调制策略进行分析和研究,提出了基于载波移相脉宽调制(CPS-PWM)的改进型调制策略。以单极倍频CPS-PWM所得的虚拟五电平波形作为T型H桥的输出目标,结合T型H桥变换器输出不同电平时的开关模式,遵循"改变最少个数开关管状态来实现输出电平改变"原则,逆向推导T型H桥变换器的PWM信号,并在此基础上给出基于T型H桥单元级联多电平变换器的调制策略。搭建了基于T型H桥级联的单相静止同步补偿器(STATCOM)样机,分析了T型H桥上、下电容均压策略,最后通过仿真和实验结果验证所提调制策略以及电容均压策略的正确性和可行性。     

链式STATCOM直流电容电压平衡控制

结合链式静止同步补偿器(STATCOM)的直流电容电压稳态数学模型,分析了H桥参数差异对直流电容电压平衡的影响;针对直流电容电压不平衡问题,提出了最优触发脉冲分配平衡控制,可解决H桥参数差异引起的电容电压不平衡问题,且在不影响功率器件开关频率和输出电压波形的前提下使直流电容电压快速趋于平衡,从而提高了链式STATCOM输出性能和系统可靠性。阐述了最优脉冲分配平衡控制原理和特点,研制了380 V、±10 kvar链式静止同步补偿器的物理样机,并进行了实验验证,结果验证所提出的直流电容电压平衡控制的可行性和有效性。     

井下1140V链式静止同步补偿器系统的设计研究

基于链节H桥单元模块,将多电平调制技术应用于链式静止同步补偿器（ STATCOM ）系统中,并对H桥模块关键参数进行分析与设计。同时,结合反馈解耦控制理论与APF控制技术,研究一种适合于煤矿井下无功和谐波综合电流质量补偿系统,对井下电网电能质量进行优化。最后,搭建1140V 链式STATCOM试验平台,实验证明STATCOM装置能够实现无功和谐波的综合补偿,补偿效果较好。     

五电平H桥级联型STATCOM脉冲轮换控制策略研究

为改善采用载波同相层叠调制策略时五电平H桥级联型静止同步补偿器(Static synchronous compensator,STATCOM)输出电流的波形质量,提出一种直流侧电压平衡控制策略。基于STATCOM的控制原理阐述载波层叠调制策略下脉冲周期轮换的方法,分析脉冲轮换时序对各单元直流侧电压的影响,推导占空比变化量与各单元吸收功率的关系。以此为基础改进了脉冲轮换控制策略,该策略在脉冲周期轮换的基础上通过调整脉冲轮换时序的占空比来维持各单元直流侧电压平衡。通过对改进前后脉冲轮换控制策略仿真分析,结果表明改进的脉冲轮换控制策略能够有效地平衡直流侧电容电压。     

单相H桥级联静止同步补偿器反馈线性化解耦控制

单相H桥级联静止同步补偿器（static synchronous compemator,STATCOM）n7以快速补偿电力机车这种单相整流的波动性负荷所需的无功,但静止同步补偿器是一个强耦合、非线性系统,为对有功和无功进行解耦,引入反馈线性化方法,通过坐标变化和状态反馈,获得精确线性化模型,并使有功、无功完全解耦,设计...     

H桥级联多电平STATCOM在风电场中的应用

建立了双馈感应发电机( DFIG)的数学模型,分析了静止同步补偿器(STATCOM)的工作原理和主电路结构.针对H桥级联多电平STATCOM,提出应用错时采样空间矢量调制对其进行控制,在电网电压发生瞬时跌落的情况下对STATCOM的补偿特性进行了分析研究.结果表明,H桥级联多电平STATCOM能有效补偿风电场的无功功率...