H桥级联型STATCOM的控制策略研究

级联型静止同步补偿器(STATCOM)在高压大功率方面有广泛应用,针对其单元电压不平衡问题,本文在分析级联H桥级联型STATCOM工作原理的基础上,通过在输出的调制波上叠加一个有功电压矢量,解决了电容电压的平衡问题。同时,采用双闭环解耦控制,实现了系统的稳定工作。最后,在MATLAB/SIMULINK软件中构建了系统仿真模型,仿真结果显示系统运行稳定且各单元电容电压控制效果良好,验证了本文所提策略的有效性和H桥级联型STATCOM的无功补偿性能。     

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...     

一种新型的混合级联多电平逆变器

在中高压大功率场合级联H桥多电平逆变器受到了越来越多的关注。混合级联多电平逆变器是传统级联多电平逆变器拓扑的改进,它的直流侧电压幅值不同。混合级联多电平逆变器最大的优点是在得到相同电平数目的情况下,大大减少了独立直流电源的数目。但是,在一些应用场合,直流电源只能为一个。针对这个问题,在直流侧加入高频环节,得到了一种新型的混合级联多电平逆变器,实现了单直流电源供电,而且这种逆变器的输出电压THD较低,系统体积小。文中首先介绍了基于高频环节混合级联多电平逆变器的电路结构,分析了该结构功率分布问题,针对最近电平逼近调制策略下的输出电压低次谐波较大的问题,改进了控制方法,最后通过软件仿真验证了改进控制方法的可行性。     

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。     

基于级联H桥变频器的极相调制感应电机驱动系统

高压电机配用高压变频器具有较大的节能性和高效性,已有广泛应用。级联H桥多电平变频器采用模块化设计理念,通过多个相同的低压变换单元级联起来实现高压及大功率的功能,且变频器输出电流谐波较小。极相调制感应电机可以将传统三相电机的控制方法和极相调制模式结合起来,使电机转矩和转速范围得到扩展。为此介绍一种级联H桥多电平变频器拖动极相调制感应电机变频起动和调速,该电机的定子绕组可配置为9相4极和3相12极。通过仿真验证了级联H桥多电平变频器能够满足极相调制感应电机的变频调速性能和极相调制矢量控制性能,可为新能源发电、船舶推进、工业传动等高压大功率领域提供技术保障。     

混合级联27电平逆变器控制策略和谐波分析

级联多电平逆变器因其具有众多优点,在高压大功率应用场合受到了越来越多的关注。混合级联多电平逆变器是级联多电平逆变器的一种特殊形式,它可以采用尽可能少的功率器件和独立直流电压源,得到尽可能多的电平数。本文混合级联多电平逆变器的直流侧采用1:3:9的电压比例,控制策略采用最近电平逼近调制(NLM),得到了27个电平数的输出电压,推导出输出电压的Fourier级数表达式,计算了理论上基波、谐波特性。最后通过Saber的联合仿真功能,仿真验证了最近电平逼近调制方法的有效性和基波、谐波特性的正确性。     

基于级联式整流电源的恒流均压控制方法

针对电磁探测的大功率电磁场激发需要,本文采用输入并联输出串联的级联式整流电源,提高输出电压等级,保证激发功率。为了满足电磁探测过程中输出电流的稳定性,提出了基于双闭环的恒流均压控制算法。分析了级联式直流电源恒流均压输出的原理,建立了电源的数学模型,设计了电压电流环的控制器,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型并通过控制器参数优化从而降低误差。级联式直流电源由于上下两部分可能存在器件参数不同的情况,这就导致在恒流控制下两级电源输出电压不同,在动态情况下的偏差会更大从而引起器件不均压而损坏,因此在考虑控制恒流输出的同时需要加入控制均压输出。通过对输出电流电压进行采样,经控制器转换为相应的脉冲触发对应的开关器件从而实现恒流均压输出。仿真结果显示输出电流控制在2 A,电流变化在5%以下。     

级联型高压变频器输出谐波研究

介绍了高压变频器研究的现实意义和注意事项，并在多电压胞级联型高压变频器的基础上，仿真分析了不同SPWM控制策略下变频器的波形输出和谐波频谱，阐明了级联电压胞数，调制参数、死区延迟等其它因素对输出谐波的影响，并在此基础上指出了优化输出谐波的方法，对高压变频器的输出谐波抑止和实现研究有一定的参考价值。     

新型混合级联逆变器在无功补偿中的应用

多电平技术在电力系统无功补偿中应用广泛,对于高压大功率领域要兼顾使用的主开关器件尽量少而产生电平数尽量多这两方面的要求,提出了一种新型级联不对称拓扑,使用9只开关管即可实现九电平的电压输出.文章对这种新型拓扑结构的原理和其PWM控制方法进行了分析,最后选用了分段层叠式PWM控制方法.在此理论基础上,利用Matlab仿真软件进行无功补偿仿真研究,仿真结果表明,级联不对称拓扑结构具有输出波形质量好、无功补偿效果理想等优点.     

载波水平移相高压变频器实验研究

介绍了功率单元级联型高压变频器的拓扑结构和载波水平移相控制的工作原理,提出了利用现场可编程门阵列(FPGA)与DSP相结合实现多路SPWM脉冲的方法。该方法利用FPGA实时产生的多路脉冲对功率单元级联型高压变频器进行控制,并用示波器和互感器等对输出电压和电流波形进行了测试。实验验证了FPGA与主控制器相结合实时产生多路脉冲的可行性,以及基于载波水平移相功率单元级联型高压变频器具有优良的电压、电流等输出特性。     

一种新型移相级联式高压变频器

采用HV-IGBT元件、作桥级联式的电平逆变技术多重化输出和模块化设计的移相级联式高压变频器．具有结构简洁．安全可靠、无谐波污染等特点．详细介绍了其结构和特点。经试验和实际应用证明．这种高压变频器所用功率器件少．负荷均衡．输入输出线性度好．具有良好的控制特性。     

多级联H桥STATCOM在风电场中的应用

大规模风电场接入电网会对电网稳定性产生巨大影响,风电场出力变化会引起电网电压波动,严重时会导致系统电压崩溃.静止同步补偿器(STATCOM)可提供感性和容性无功功率,对改善风电场电压稳定具有重要作用.采用链式STATCOM作为风电场的无功补偿装置,针对链式结构直流侧电容电压不平衡问题采用了改进的直流侧电压平衡控制方法.最后,通过仿真结果验证了所采用链式STATCOM直流侧电压平衡控制策略正确可行,同时验证了STATCOM对风电场低电压穿越(LVRT)能力的改善.     

新一代高压变频器设计方案

介绍了移相级联式高压变频器的结构和特点。这种高压变频器所用功率器件少,负荷均衡,输入输出线性度好,具有良好的控制特性。     

H桥多电平逆变器的混合载波交叠式PWM控制

为了增大逆变器的功率等级,改善输出电压的波形质量,提出了一种级联H桥多电平逆变器拓扑和与其相对应的PWM载波调制控制策略。该方法是根据传统混合频率载波调制策略,采用了同相的交叠式三角载波调制,结合了同相层叠式载波调制较好的消谐特点以及使高低压单元功率自然平衡的特点,使级联H桥多电平逆变器拓扑结构不仅可以输出多电平,还能解决混合调制下的功率环流现象,而且逆变器模块化比较简单,可以使逆变器在输出周期内功率达到自然平衡。以2个高低压单元为例,进行了仿真实验。实验结果验证了该逆变器结构和控制策略的可行性。     

升压型PWM整流器-逆变器多级串联仿真

高压大功率变频器的设计包括多个方面,其中网侧电流控制、输出电压波形控制是至关重要的两个方面。传统不控整流器本身是非线性的．不利于高压变压器的优化设计。传统电压源逆变器采用单一的单相逆变器结构,不利于功率等级的提高。文中采用单周期控制PWM整流器,并采用逆变器多级串联来提高功率等级,并采用MATLAB／SIMuLINK进...     

A New Phase-Shifted Cascade High Voltage Inverter

This paper presents a unique novel design of the phase-shifted cascade high voltage inverter. The high voltage inverter utiJizes fewer power switches and supplies a balance load. The usage of phase shift transformer and phase shifting SPWM ensures that input and output harmonic wave content is low and output voltage change (du/dt) has a low rate, meeting all the requirements of the power authorities. The most outstanding feature is the energy saving with very fast cost recovery.     

级联多电平逆变器的频谱分析及滤波器设计

为解决级联多电平技术过大的电压变化率和相对集中的高次谐波的问题,通过计算机仿真技术,深入比较了几种典型拓扑结构的逆变器输出电压谐波的频谱,分析了基于载波组SPWM调制技术的级联多电平逆变器输出电压的谐波特征后,针对该结构电压谐波的特点,提出一种级联多电平逆变器的LC滤波器设计方法并给出了电抗参数和电容参数的具体设计原则和方法。该方法综合考虑了滤波器频率特性和功率因数等要素,通过仿真实验证明,通过该方法选择的滤波器参数满足系统各方面的要求,达到预期的滤波效果,对于不同功率因数的负载,均有很好的滤波效果,并提高了系统的功率因数。     

基于不对称级联逆变器的串联混合有源电力滤波器

提出了一种基于不对称级联多电平逆变器(ACMI)的串联混合有源电力滤波器(SHAPF)及其控制策略.其中,ACMI的各单元逆变器的输出额定电压呈3的幂次方增长,N个单元逆变器的级联可以输出3N电平的阶梯波电压.该SHAPF的串联有源部分被控制为一个幅值由负荷电压基波有效值偏差确定、相位与线路终端电压基波正序分量相同的基波正弦电流源,用同一个装置和同一套控制策略可以实现电源电压扰动(包括谐波、电压降落和不对称等)隔离、负荷谐波电流补偿、负荷节点电压基波幅值调整、线路终端功率因数调整和故障电流限制等功能.与传统SHAPF相比,该SHAPF具有功能多、控制简单、补偿效果好以及其串联有源部分开关损耗小和易于实现大容量化等优点.数学推导和仿真分析验证了该SHAPF及其控制策略的正确性和有效性.     

主从式级联多电平变换器及其控制方法的研究

针对混合级联多电平变换器的输出电压等级和中间单元功能不明确的缺点,提出了一种主从式级联多电平功率变换器的拓扑组合结构.主变换器用来实现基波功率输出,从变换电路用来改善输出波形质量.该主从式级联多电平变换器具有输出波形质量高、开关损耗小、系统整体效率高等显著优点,特别适用于高压或超高压功率变换系统,是一种非常实用的电路拓扑组合方式.文中给出了适合于该功率变换器拓扑结构的两种控制策略:三角载波调制控制策略和特定谐波消除(SHEPWM)控制策略,并给出了50Hz下三角载波控制策略的仿真结果.仿真结果证明了所提的主从式级联多电平功率变换及其控制策略的有效性和实用性.