改进无差拍控制的三相四线制电力综合补偿器

介绍了三相四线制三电平电能质量综合补偿装置的拓扑,并分析了其等效电路及数学模型。分析了采样误差对电流控制精度的影响,提出了适用于三相四线制三电平电能质量综合补偿装置的改进无差拍控制(DBC)算法。针对三电平电能质量综合补偿装置中点电位平衡问题,提出了一种对零序电流控制的中点电位主动平衡方法,该方法与DBC算法实现了无缝融合。通过实验验证了控制方法的可行性及控制效果。     

一种两级式三电平换流器中点电位平衡方法

围绕一种两级式三电平储能换流器进行研究,其AC/DC部分采用T型三电平三桥臂三相四线制（3LT23L3P4W）拓扑,DC/DC部分采用三电平Buck/Boost拓扑。针对该储能换流器存在的中点电位不平衡问题,首先,考虑交流电流的不对称程度和功率因数,建立了3LT23L3P4W拓扑中点电位低频振荡模型;其次,提出了一种基于前级三电平Buck/Boost拓扑,采用准比例谐振控制的中点电位平衡方法,分别在基频及3倍基频处设置谐振点实现中点电位振荡主要分量的抑制;最后,在Matlab/Simulink软件中搭建30 kW储能换流器仿真模型,验证了中点电位低频振荡模型的准确性,证明所提中点电位平衡方法能够在不同运行条件下有效抑制中点电位的低频振荡。     

具有飞跨电容辅助桥臂的三电平中点钳位逆变器方案

提出了一种改进的具有飞跨电容辅助桥臂的三电平中点钳位逆变器的拓扑结构,该逆变器可被应用于具有轻型高压直流传输线的近海风电系统中。第四飞跨电容辅助桥臂的引入可以解决三电平中点钳位逆变器固有的中点失衡(包括直流漂移和电压脉动)问题。首先,具体阐述了第四桥臂的工作原理,接着对三种电压闭环控制方案及其控制性能进行了分析和比较。最后,仿真和实验验证了所提出的控制方案的有效性。     

四桥臂三电平逆变器3D-SVPWM调制策略

针对四桥臂三电平中点钳位型逆变器传统的复杂三维空间矢量脉宽调制算法和中点电位不平衡问题,提出了基于分解思想的3D-SVPWM调制策略和基于电荷守恒的中点电位平衡算法。该调制策略将αβγ坐标系下四桥臂三电平逆变器电压矢量空间分布在αβ平面上的投影分解为两电平结构进行分析,并利用两电平的调制策略实现对参考电压矢量的调制;提出的中点电位平衡算法,根据电荷守恒原理调整冗余矢量的作用时间实现对中点电位的控制。与传统的调制策略相比,所提调制策略极大地简化了运算过程,并且实现了直流侧上下电容电压平衡。仿真和实验验证了本文所提策略的正确性。     

基于三相四线制三电平有源滤波器的简化三维空间矢量调制策略研究

三相四线制中点箝位(Neutral-Point Clamped,NPC)型三电平四桥臂有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)采用三维空间矢量调制(3-Dimensional Space Vector Pulse Width Modulation,3D-SVPWM)策略可以高效地改善电能质量,减少谐波含量.但由于其复杂的拓扑结构,造成运算过程中响应时间过长的问题.针对这一问题,提出了一种简化的3D-SVPWM调制策略.该策略通过降维的方法,分别对前三相桥臂采用3D-SVPWM调制策略,对N相桥臂采用载波层叠PWM调制策略,确定触发脉冲信号.相较传统调制算法,新的调制策略缩短了计算空间矢量的作用时间,减少整体过程的响应时间,并且保证了开关时序的一致.通过MATLAB/Simulink仿真实验结果验证了文章提出的算法的正确性和可行性.     

谐波补偿下考虑中点平衡的等效三电平调制

中点箝位型(NPC)三电平拓扑在较高电压场合被广泛应用,三电平调制算法和中点均压控制策略是该拓扑的关键技术.此处首先分析了三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)和载波脉宽调制(CBPWM)方法的等效关系,指出调节小矢量作用时间与注入零序分量来调节中点电位的等效性.针对传统中点平衡方法不适用于谐波补偿的应用场合,引入基于电压参考矢量和相电流方向判断的改进方法,并给出了在两种调制策略下的等效实现方式.最后,通过实验验证了两种调制算法的等效性以及改进中点均压控制方法在谐波场合的适用性.     

载波交替层叠调制下三电平变流器中点自平衡能力分析与改进拓扑

针对三电平并网变流器中点电位不平衡导致并网电流低次谐波增加等问题,在定量分析基于载波交替层叠调制的三电平并网变流器谐波分布特性的基础上,得出传统拓扑并网电流和滤波电流中各次分量对中点电位的影响,给出中点自平衡能力的主要影响因素。针对传统自平衡时间较长的问题,提出改进中点自平衡拓扑,详细分析了自平衡机理、参数取值原则以及自平衡时间的影响因素。最后,仿真和实验结果表明改进拓扑在保证并网电流电能质量的同时,能够实现各种工况下中点电位的快速自平衡,与传统中点电位控制速度相当,可省去中点电位控制算法和传感器,易于实现,具有较好的经济性以及可靠性。     

一种T型NPC三电平三相四桥臂中点电位控制策略

T型中点箝位三电平(TNPC)逆变器因其损耗低、效率高已被广泛应用,但中点电位平衡是关键问题之一。针对中点电位偏移,采用直流侧并联半桥模块并且中线串接电感构成第四桥臂的结构,分析了第4桥臂数学模型及在三相负载平衡和不平衡工况下中点偏移电压谐波次含量,根据中点偏移电压谐波次含量不同提出基于PIR比例积分谐振的电压电流双环控制。该方法能够实现第4桥臂与TNPC独立控制,仿真和实验结果表明该方法能够保证直流侧中点电位平衡。     

三电平容错拓扑分析及预测控制研究

三电平逆变器系统具有输出电压谐波含量少和电压变化率低等优点,但随着开关元器件的增加,系统的可靠性将会下降,同时传统三电平电路拓扑存在中点电位不平衡的问题。基于此,提出一种改进的三电平逆变器拓扑。该电路的主要优点是采用串联的两电平对称结构,在任一桥臂的器件故障后通过并联到对称支路上,实现两电平的工作方式,同时引入第四桥臂对中点电位进行独立控制。在此基础上,采用模型预测控制对电路进行控制,针对其对模型依赖性较强的特点,对新型电路进行混杂系统建模,提高模型的精确性。实验结果验证了该电路拓扑和控制方法的正确性和可行性。     

不对称Z源逆变器的中点电位控制方法

针对不对称三电平4桥臂Z源逆变器拓扑结构,通过分析直流侧中点电位偏移问题,特别是不对称三电平拓扑结构的逆变器在进行空间矢量调制时因开关矢量缺失,无法通过冗余矢量进行中点电位控制的问题,根据Z源特有的上、下直通状态对中点电位的影响,并结合比例积分控制,提出了一种中点电位平衡控制策略,通过控制Z源上、下直通时间,在实现直流升压的同时有效抑制了中点电位的偏移。仿真验证了该方法的可行性和有效性。