基于MATLAB的逆变器无线并联的仿真设计

以无互联线逆变器并联技术为研究对象,对逆变器进行建模,设计了逆变器的参数并进行仿真验证;根据PQ下垂法,对逆变器并联系统建立了MATLAB仿真模型,通过仿真验证,证明了所提出的控制方案和所设计的参数可行,系统均流控制良好,并且动态响应快,输出稳定。     

定熄弧角控制器对直流输电系统的影响分析

为揭示直流输电系统分层控制中极控制层定熄弧角控制环节对系统运行特性的影响,分析了熄弧角指令值的变化对直流输电系统稳态运行工况、无功特性和换相失败的影响,并基于CIGRE直流输电标准测试系统,运用电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC对理论分析结果进行了仿真验证.结果表明,定熄弧角控制器能改善交直流输电系统运行的稳定性,维持系统无功平衡,保证逆变器关断裕度以阻止换相失败的发生.     

级联型多电平逆变器THD最小控制

以最少模块数级联型多电平逆变器为研究对象,在分析其输出波形特性的基础上,得出了模块功率器件开关角与逆变器输出电压总谐波畸变率THD的关系,进而提出了控制器件开关角以实现级联型多电平逆变器最小THD控制的策略,并利用求解带不等式约束的最优化方法得到了最小THD控制角。将该控制策略与高频调制策略进行了比较,比较结果说明,采用该策略可明显降低输出电压的总谐波畸变率,且有利于级联型多电平逆变器的高频应用。以工作频率为100kHz的多电平逆变器为例,通过仿真和实验验证了该方案在高频应用的可行性。     

逆变器多机并联系统双闭环有源阻尼谐波抑制

由逆变器多机并联产生的自身谐振、串联谐振和并联谐振所引起的谐波入网,一直影响着电网电能质量。由此,提出了双闭环有源阻尼谐波抑制控制方式。为验证可行性,搭建了应用该控制方法的系统仿真模型,在Matlab/Simulink平台上分别模拟了1,2,4,6台逆变器在该控制方法下工作的运行结果,并分析了各谐波分量和总电流失真度(THD)。仿真结果表明,采用该方法控制逆变器符合IEEE 929—2000对逆变器多机并联系统谐波抑制的相关规定。     

三相逆变器并联系统中环流抑制的研究

在三相逆变器并联系统中,由于环流的产生,使用传统PI控制具有一定的局限性。将模糊控制与PI控制相结合,通过模糊控制对PI控制器参数进行在线整定,并针对环流问题,增加了环流抑制环节。最后在MATLAB/Simulink仿真环境中搭建了2台三相逆变器并联系统,对无控制、传统PI控制和改进模糊PI控制的控制效果进行对比分析。仿真结果表明,所提控制方法对于逆变器并联系统中产生的环流有很好的抑制效果。     

并联逆变器集群无功控制之间的交互影响

当并联逆变器系统接入弱电网时,电网阻抗便不可忽略,多个并网逆变器之间的交互作用给逆变器的无功控制带来负面影响。以弱电网为研究背景,推导了多逆变器并联系统的传递函数模型。并在此基础上,从谐振特性,动态响应和静态误差这3个方面,分析了并联逆变器系统中逆变器无功控制之间的相互影响,最后利用matlab/simulink进行时域仿真,从并联台数和电网电压暂降2方面对上述分析的正确性进行了验证。     

一种基于前馈控制和争主同步的逆变器并联系统研究

本文首先对单相逆变器并联系统的环流和功率进行了分析,得出输出滤波器及调节器的参数差异等效为逆变器基波的差异和有功功率主要取决于功率角,而无功功率则主要取决于输出电压幅值。分析了前馈控制对并联系统环流的影响,并采用争主同步和基于CAN总线的环流幅值均流控制策略,可实现N+1冗余并联。采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407实现全数字化并联系统。仿真和实验验证了该并联方案的可行性。     

基于频域RGA原理的多并联三相逆变器间交互影响分析

针对并联三相逆变器间的交互影响问题,提出了基于相对增益矩阵原理的并联变换器交互影响分析方法.在考虑非线性因素影响的基础上,建立了αβ坐标系下包含附加有源阻尼控制的双闭环控制逆变器传递函数模型,构建了基于下垂控制的LCL型逆变器并联系统等效模型,结合相对增益矩阵原理分析并联逆变器间交互影响程度,揭示了并联系统交互运行的相关规律.最后,在MATLAB/Simulink仿真平台中搭建了多三相逆变器并网模型,并通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和交互影响分析方法的有效性.研究结果表明:多三相并网逆变器间交互影响程度主要受到系统运行频率、滤波电容数值和逆变器并联台数的影响.所提方法可定量分析逆变器间的交互影响程度,为逆变器控制系统优化设计及提高并联逆变器系统电能质量提供经验借鉴.     

一种基于前馈控制和争主同步的逆变器并联系统研究

本文首先对单相逆变器并联系统的环流和功率进行了分析,得出输出滤波器及调节器的参数差异等效为逆变器基波的差异和有功功率主要取决于功率角,无功功率则主要取决于输出电压幅值的结论。文中分析了前馈控制对并联系统环流的影响,并采用争主同步和基于CAN总线的环流幅值均流控制策略,可实现N＋1冗余并联。采用数字信号处理器（DSP）TMS320LF2407实现全数字化并联系统。仿真和实验验证了该并联方案的可行性。     

整流侧换流母线电压恢复导致逆变器换相失败的机理分析

交直流系统中整流侧换流母线电压恢复会引起直流电流增大,从而导致逆变器换相失败。为了解决该问题,文中首先以CIGRE HVDC标准测试系统为例,分析了电压恢复期间逆变侧控制系统的控制特性,发现由定电流控制切换为定关断角控制瞬间及之后一段时间内,直流电流较大及增速过快从而引起电流偏差控制输出较小且快速降低是诱发换相失败的重要原因。其次,提出了一种通过改进定关断角控制器以改善整流侧换流母线电压恢复导致关断角过小的控制方法。最后,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件中利用CIGRE HVDC标准测试模型仿真验证了所提方法的有效性,由仿真结果可知该方法能有效抑制由整流侧换流母线电压恢复导致的逆变器换相失败。     

孤岛模式下逆变器并联系统的谐振特性分析及其抑制策略研究

针对孤岛模式下逆变器并联系统的谐振问题,首先建立考虑数字控制延时以及数字滤波等非线性因素的单台逆变器系统等效模型,并由此扩展得到孤岛模式下多逆变器并联系统的等效模型。进一步提出利用孤岛模式下逆变器并联系统的等效导纳进行系统的谐振特性分析,分析结果表明多逆变器之间谐波交互可能引发系统谐振,且系统的谐振特性与虚拟阻抗、负载以及反馈滤波器等因素密切相关。最后,针对系统的谐振抑制提出合理选取虚拟电感大小并在电流反馈环节引入串联反馈滤波器的新策略。实验结果验证了所建孤岛模式下逆变器并联系统数学模型的正确性以及所提出的谐振特性分析方法和谐振抑制策略的可行性。     

无中性点电位变化的并联谐振软开关逆变器

为了实现逆变器的高效率和高性能运行,提出一种新型直流母线并联谐振零电压过渡软开关逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,实现了逆变桥开关器件的软开关动作,同时,辅助谐振单元的开关也为软开关动作。此外,电路中避免了使用大电容,没有中性点电位的变化问题。该电路对谐振元件和辅助开关的功率要求较低,控制简单且不依赖于负载条件。对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和回路的参数设计方法。制作一个10kW的实验样机,通过实验结果验证该软开关逆变器的有效性。     

串并联谐振DC-AC变换器原理分析、建模及仿真

针对串联谐振和并联谐振直流环节变换器存在的谐振峰值电压过高,谐振峰值电流过大的缺点,提出了串并联谐振直流环节变换器拓扑概念。新型软开关变换器的主要优点为：谐振峰值电压可以控制在输入直流电源电压Ｕｓ,谐振频率高,谐振电路开关元件少,控制简单,且各种ＰＷＭ调制策略均可适用。文中分析了该变换器的荼原理,建立了系统的数学模型,进行了多种工作条件下的计算机仿真与实验研究。仿真与实验结果证明了该新型变换器工作     

用于无刷直流电机驱动的谐振极软开关逆变器

用硬开关逆变器来驱动无刷直流电机会产生逆变器的开关损耗大和运行效率低的问题。为降低开关损耗,提出一种用于无刷直流电机驱动的新型谐振极软开关逆变器的拓扑结构,通过在传统硬开关逆变器的三相输出端添加辅助谐振电路,利用辅助电路中的高频变压器的等效电感与主开关并联的缓冲电容之间的谐振,实现逆变器主开关器件的零电压开关和辅助开关器件的零电流开关。依据不同工作模式下的等效电路图,分析了电路的换流过程和设计规则,并建立起了辅助谐振电路损耗的数学模型,讨论了谐振参数对辅助电路损耗的影响。制作了1台实验样机,实验结果表明逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关。该谐振极软开关逆变器能有效改善效率,降低开关损耗。     

一种基波电流补偿高次谐波电流的LCCL谐振结构参数设计方法

针对现有对称型LCL谐振结构引起电磁感应式无线电能传输(ICPT)系统逆变器功率管非零电流关断问题,提出了一种LCCL谐振结构基波电流补偿高次谐波电流的方法。摒弃了传统对称型LCL谐振结构保持输入、输出阻抗呈现纯电阻特性的思路,通过采用基波无功电流的超前输入电压相位来补偿高次谐波电流落后输入电压相位的方法,提出了一种四阶LCCL谐振结构参数设计方法。所提出的方法可以实现ICPT系统逆变环节的零电流关断。针对所提出的LCCL谐振结构参数设计约束条件较多、设计过程较为困难的问题,提出了非线性规划求解LCCL谐振结构参数方法。对所提出的方法进行了仿真与实验分析。仿真和实验表明,采用所提LCCL谐振结构参数设计方法,在ICPT系统逆变器关断瞬间,功率管进入反并联二极管续流状态,通过功率管的电流瞬时值为0,实现了ICPT系统逆变模块的零电流关断。     

一种新型直流环节并联谐振软开关逆变器

电力电子装置开关频率的提高带来了开关损耗与器件损坏问题、感性关断和电磁干扰等一系列新问题。有效克服这些缺陷的方法是采用谐振软开关技术,然而,传统的直流环节谐振型逆变器存在两个明显的缺点：开关器件的电压应力大;电压过零点与逆变器开关策略难以同步,使逆变器输出有大量次谐波。该文提出一种新型的直流环节并联谐振软开关技术,重点分析了此种软开关逆变器的拓扑结构、工作原理和特点,并通过实验验证了其原理和可行性。     

采用耦合电感的车载逆变器前端推挽式变换器

针对车载逆变器中前级电压变换器具有低压大电流输入的特点,提出了一种利用耦合电感实现均流的前级谐振推挽式电路并联工作方案。在分析等效工作电路的基础上,列出了谐振电路并联工作的状态方程,推导出耦合电感作用下等效电阻和漏感偏差对均流度的解析公式。阐述了实际设计问题及后级电路的控制方案。制作了一台2 kW工业样机。测试表明,前级电路不均流度小于2%,符合设计要求。     

基于准比例谐振控制的三相并网逆变器谐波补偿方法研究

针对电网不平衡和畸变条件下,传统并联谐振谐波补偿并不能有效抑制电网谐波引起的参考电流谐波对逆变器输出电流的影响的缺点,提出了一种改进型并联准比例谐振（QPR）谐波补偿方法,有效抑制了电网电压谐波引起的参考电流谐波。仿真结果表明,改进型谐波补偿方法有效地降低了并网电流的总谐波畸变率,提高了逆变并网系统的电能质量。     

新型谐振直流环节软开关逆变器

为了提高开关变换器的效率和增强性能,提出了一种新的谐振直流环节软开关电压源逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流环节电压周期性出现零电压凹槽,实现逆变桥开关器件在零电压条件下的切换,减小了开关损耗和二极管的反向恢复损耗。同时,辅助谐振单元的开关也为零电流或零电压条件下的软开关操作。详细阐述了该软开关逆变器拓扑的工作原理和动作模式,并对软开关动作时序的瞬态过渡过程进行了数学分析。最后,对提出的新型软开关逆变器驱动三相R-L负载进行了仿真研究,仿真结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性。     

串并联逆变感应加热电源的选择比较

介绍了串、并联逆变感应加热电源的基本电路结构,并通过电路分析,从整流、滤波、带不同负载的逆变环节上分别阐述了它们各自的优缺点和特点。