单相电流型多电平变流器自均流特性

单相电流型多电平变流器拓扑一般都利用分流电感产生各级中间电平电流,为使各级中间电平电流保持平衡,必须研究电流型多电平变流器的均流特性。根据分流电感的连接方式,以一类最简单的单相电流型多电平变流器拓扑为例,通过建立其分流电感电压平均值的数学表达式,从理论上对该类变流器的自均流特性进行了详细分析,仿真实验获得了与理论分析相一致的结论。为改善不同负载特性下输出电流的谐波特性,提出了一种基于直流侧电流反馈、自动选择冗余开关组合的均流控制方法,实验结果验证了控制方法的正确性与有效性。     

光伏并网三相电流型多电平变流器拓扑与控制

由于光伏电池具有电流源输出特性,因此电流型变流器非常适合于光伏并网系统。采用多电平结构,具有输出电流波形正弦度好、输出电流控制直接、开关器件电流应力低以及等效开关频率高等优点。提出一种三相电流型多电平变流器光伏并网系统,采用两组光伏电池阵列供电。通过插入一级直流-直流变换电路,实现最大功率点跟踪独立控制。网侧采用一种新型三相电流型多电平变流器,通过移植电压型多电平变流器的PD-PWM技术,有效减小入网电流谐波畸变。结合锁相环与功率解耦控制,提出基于电流型多电平变流器的并网控制策略,实现网侧的任意功率因数运行。基于PSIM仿真环境搭建系统模型,仿真结果说明了光伏并网三相电流型多电平变流器拓扑与控制的有效性。     

一种三相五电平电流型逆变器拓扑及其PWM控制方法的研究

多电平变流器具有输出谐波小、功率容量大、电磁兼容性好等特性而越来越引起人们的重视。随着超导储能技术的发展,电感储能效率的不断提高,在某些大功率应用场合,电流型逆变器也将发挥出其特定的优点。因此,电流型多电平逆变器拓扑和控制策略的研究具有一定的实际意义。文中提出了一种三相5电平电流型逆变器拓扑,并分析了其工作原理。对多载波PWM控制方法进行简化,采用两个相位相反的三角载波得到3电平信号,经过解耦处理,得到了一种适合于该拓扑的5电平PWM开关控制策略,并进行了仿真验证。最后,建立了一个三相5电平CSI的实验系统,对文中所给的拓扑和控制方法进行了验证。     

一种新的分相控制式三相电流型五电平逆变器

在一个三相直接式多电平电流型逆变器（CSI）中利用PWM技术来消除输出电流谐波是非常困难的。文中提出了一类新的三相分相控制式电流型5电平逆变器拓扑。这类拓扑通过三相星形负载的中性线进行解耦，逆变器的每相都可以独立控制，因此可以将多电平PWM技术应用到该类逆变器以减小输出电流谐波。文中给出了一种多载波PWM技术的数字化实现方案。文中以单相逆变器单元为例介绍了三相5电平逆变器的工作原理。最后建立了一个三相分相式5电平CSI的实验系统，验证了文中的结论。随着超导储能系统技术的发展及其应用，电流型多电平变流器将具有广泛的应用前景。     

一种新型超导储能多模块并联的电流型多电平变流器

提出一种新型的超导储能多模块并联的电流型多电平变流器结构,该类拓扑结构是由多个三相六开关变流器模块和若干个分流电感组成,通过分流电感将直流侧总电流分成若干个电流等级来获得多电平的输出电流。为说明新拓扑的工作原理和结构性能,文中针对该类5电平变流器电路的开关状态、均流方法以及SPWM调制策略均进行了详细的分析。结果表明,该类拓扑具有冗余开关组合,并且变流器直流侧分流电感电流的均衡问题可以通过检测电感电流大小以及交流侧线电压极性来选择合适的冗余开关组合得以解决。文中采用载波相移SPWM技术对新拓扑进行调制,使得该类变流器在较低的开关频率下获得输出等效高频载波的效果,最后给出了该类5电平变流器的实验结果。     

一种电流均衡控制PWM单相5电平电流型变流器

在传统单相5电平电流型变流器拓扑的基础上，提出了一种新型单相5电平电流型变流器拓扑。结合仿真，详细分析了产生1/2电平电流不均衡的机理， 并提出了一种通过直流侧电流反馈来实现均流调节的脉宽调制（PWM）控制方法。最后，以感性负载为例，建立试验样机进行了验证。实验结果表明：在该方法控制下，均流电感电流基本接近于1/2电平，输出的PWM电流波形比较对称，滤波后的电流波形接近于正弦波。     

多载波PWM技术在三相五电平CSI中的应用

多载波PWM技术大多应用在电压型多电平变流器中,而将其应用于电流型多电平变流器中也具有良好的消谐波性能。本文介绍一种多载波PWM技术——载波位置相反分布(Phase Opposition Disposition,POD)PWM在三相分相控制式五电平电流型逆变器(Current Source Inverter,CSI)中的应用原理,提出了PODPWM技术数字化实现方案。最后给出了该三相分相控制式五电平CSI系统的实验结果。     

电流型多电平变流器拓扑分析

对电压型和电流型多电平变流器的研究主要集中在拓扑结构和相应的开关控制策略方面.分析了一种新型的单相5电平电流型变流器的拓扑结构.将新拓扑结构和原先的拓扑结构进行比较分析,可以看出新拓扑结构有许多突出的优点,如所需开关器件和均流电感数目少,结构更加简单.在对开关的控制上采用载波位置相反分布型控制策略,控制简单且容易执行.为了使负载输出电流谐波减少,可以通过对输出电平的宽度进行调节,以得到更平滑的负载输出电流.Matlab仿真波形验证了新拓扑结构的正确性和谐波消除法的可行性.     

一种电流型三相五电平拓扑及其控制策略的实验研究

在一个三相直接式多电平电流型逆变器(CSI)中利用PWM技术来消除输出电流谐波是非常困难的,为此提出了一种新的三相直接式五电平拓扑,并分析了其工作原理。文中运用解耦的方式,提出一种针对该拓扑的PWM控制技术,最终建立了一个三相五电平CSI的实验系统,验证了结论。随着超导储能系统技术的发展及应用,电流型多电平变流器将具有广泛的应用前景。     

一种三相电流型多电平PWM整流器

为了改善电流型整流器的谐波特性,提高其网侧功率因数,采用载波相移SPWM整流技术和电流型整流模块的并联扩容技术,提出一种三相电流型多电平脉宽调制整流器。采用数字信号处理器DSP实现正弦脉宽调制算法,并利用复杂逻辑可编程逻辑器件CPLD来构造多路PWM信号发生器的方法实现了整个系统的PWM控制。仿真结果验证了其工作原理的正确性,而实验结果则验证了该类三相多电平脉宽调制整流器的实际可行性。     

三相电流型多电平变流器的数字控制技术

基于DSP和FPGA硬件系统,本文给出了三相电流型多电平变流器的控制系统的设计方法。文中给出一种二逻辑PWM信号到三逻辑PWM信号的数字转换方法,从而将三逻辑PWM信号的实现以及短路脉冲的分配完全移植于FPGA内部.实现了电流型多电平变流器的全数字化控制。通过一个三相电流型7电平逆变器实验.对所构造的控制系统进行了验证。     

三相多电平电流型逆变器载波相移SPWM技术

载波相移正弦脉宽调制(Carrier Phase Shifted-Sinusoidal Pulse Width Modulation,简称CPS-SPWM)技术是一种优秀的开关调制策略,能够在较低开关频率下获得等效高频载波的效果,目前已较广泛地应用在电压型多电平逆变器(Voltage Source Inverter,简称VSI)中.首先分析了一类三相电流型多电平逆变器(Current Source Inverter,简称CSI)的工作原理;基于CPS-SPWM技术的调制机理,提出了该技术在该类多电平CSI中应用的可行性,并给出了具体实现方法.最后建立了三相五电平CSI实验系统,验证了CPS-SPWM技术在该类拓扑中应用的可行性和优越性.     

一类单相多电平电流型变流器拓扑的建模分析

对于多电平变流器的研究，无论是电压型还是电流型多电平变流器，大多集中在拓扑结构以及相应的开关控制策略方面。为了更好地理解电流型多电平变流器多电平电流产生的内在机理，该文借助于开关变换器的一些建模方法，以一种新型单相5电平电流型变流器为例，建立了其稳态平均模型，推导出了各支路电流的数学表达式并进行了定量分析。仿真和实验结果均验证了该种数学建模方法的正确性。     

Provision of Balanced Voltages Under Severe Unbalanced Load Currents in a Microgrid Using a 3D-SVM Technique

Abstract

The current source inverter (CSI) is more suitable for use in photovoltaic applications than the voltage source inverter (VSI), but this structure has two main constrains: inability to feed unbalanced load and high common mode voltage (CMV). Despite the merits, use of CSI is limited due to these constrains. A three-phase CSI with a neutral-leg is presented in this paper, compared to the conventional three-phase CSI to overcome mentioned limitations, in which load unbalance under a PV system is dealt in a microgrid. An innovative three-dimensional space vector modulation (3D-SVM) is suggested for the four-leg CSI inverter. This novel 3D-SVM technique is very simple compared to the existing methods and computational complexity is too low. Operating principles, equivalent circuit and SVM is discussed for the four-leg inverter. Then, a balancing technique is applied to the four-leg inverter using the developed 3D-SVM, where simulations validate the capability of the inverter in supplying balanced load voltages; 4-leg inverter generates balanced sinusoidal voltages even under severe unbalanced load current.     

Multilevel Converter Topology Using Two Types of Current-Source Inverters

A multilevel power-converter topology based on two types of current-source inverters (CSIs) has been proposed for large induction motor drives. The topology utilizes the combination of the load-commutated inverter (LCI) using thyristors and the CSI using gate turn-off thyristors (GTOs). As a result, the multilevel-inverter operation takes advantage of a soft switching of the LCI and hard switching of the CSI. The output capacitor is required to generate the leading power factor for load commutation of the LCI. It is shown that the proposed multilevel operation contributes to the leading-power-factor generation by providing the effective phase shift. Thus, the leading power factor required for the load commutation of the LCI is obtained with significantly smaller capacitors at the inverter's output terminals. As a result, the proposed approach can employ the LCI and utilize its soft-switching operation, yielding a cost-effective solution compared with the conventional multilevel CSI using two GTO CSIs. The switching losses are curtailed due to the natural commutation of the LCI and the six-step operation of the GTO CSI. Therefore, the proposed multilevel inverter can both increase the output power level and decrease the output capacitor size for LCI. The simulation and experimental results have been shown to verify the feasibility of the proposed multilevel topology and its operation     

基于比例降阶准谐振的MMC环流抑制策略

模块化多电平换流器三相桥臂之间存在的数值较大的二次谐波电流即环流,不仅会影响换流器的稳定运行,同时增加了系统损耗。为抑制该环流,本文提出了一种基于比例降阶准谐振的MMC环流抑制器。首先借助二阶广义积分器检测并提取环流中的负序二倍频分量,再利用克拉克变换将三相环流变换到两相静止坐标,再利用降阶准谐振控制器实现对环流的无静差跟踪,得到参考电压修正量。该控制器能够快速精确地从环流分离出负序二倍频分量,且数字化实现简单。最后,在PSCAD/EMTDC搭建11电平MMC-HVDC仿真模型,验证了比例降阶准谐振控制器的有效性。