一种新型中性线电流抑制方法的研究

针对目前非线性负荷造成低压配电网中性线过负荷的问题,首先简要介绍中性线电流产生的机理并在对目前常用中性线电流抑制方法的对比分析研究的基础上,提出一种新型的中性线电流抑制方法.该方法具有补偿效果好、对负荷侧电压质量影响小等特点,同时该方法有效地解决了系统电压不对称时零序电压分量容易引起曲折变压器过负荷的问题.     

三相电压源型逆变器级联的静止同步补偿器

提出一种三相电压源型逆变器级联的静止同步补偿器.该补偿器主电路由具有独立直流侧电容的三相电压源型逆变器通过单相耦合变压器级联而成,耦合变压器的容量为补偿器容量的1/3,具有逆变器中开关器件的开关应力小、直流侧电容电压波动小、补偿电流的波形品质好等优点.采用移相脉宽调制技术可以在不改变输出电压品质的情况下降低逆变器的开关频率,将输出电压的谐波主频带推至3倍开关频率附近,采用d-q解耦控制可提高补偿器的响应速度.考虑到补偿器中各逆变器可能存在参数不一致的问题,对各逆变器的直流侧进行电压平衡控制,仿真实验证明了该补偿器及其控制方法的正确性和有效性.     

一种实用的配电网动态电压补偿器

本文提出了一种新型实用的应用于配电网负载的动态电压补偿器的拓扑结构以及其控制策略。新型动态电压补偿器由一套独立的直流电源和一套三相逆变器构成。独立的直流电源可以由电池或带隔离变压器整流器构成;而三相逆变器的输出滤波电容串联在配电网三相负载与电网零线之间,这样的设计可以使得动态电压补偿器补偿带宽更大。通过基于电压电流双闭环控制策略逆变器控制策略,使得动态电压补偿器可以补偿电网电压的谐波及欠压等电网质量问题。另外可以采用最小功率控制策略可以使得新型动态电压补偿器具有硬件成本小。     

基于串并联结构的混合型三相四线制配电网电能质量补偿器

为了解决三相四线制配电网电能质量问题,特别是中性线电流过载问题,提出了一种基于串并联结构的混合型三相四线制配电网电能质量补偿器。该系统并联部分由三桥臂变流器构成,串联部分主要包括单相H桥变流器和小容量串联变压器,这种新型串联结构在治理中性线电流时,可以解决传统变压器并联补偿方式下所需变压器容量较大、治理效果不理想等问题。分析了新型串联部分的数学模型,将串联变压器等效为一个串联在中性线上的可变阻抗,并引入补偿系数α,通过调节α的大小来改变中性线上的等效阻抗和电流。从容量和治理效果两个方面将其与传统变压器并联结构进行了对比分析。最后,通过仿真实验分析表明了所提结构的正确性和有效性。     

三电平四桥臂低压SVG控制与应用研究

分析了三相三电平四桥臂逆变器的结构及优越性能,并将其作为三相SVG的主电路结构用以实现由于负载不平衡引起的三相四线制中性线电流的补偿。分析了其工作原理及数学模型,提出了基于载波层叠PWM方法的控制策略,实现对不平衡负载系统有效的无功补偿及中性线电流的控制,简化了传统三电平逆变器结构的控制方法:针对二极管钳位型三电平逆变器固有结构造成的直流侧电容电压中性点电位不平衡问题,分析了其不平衡原理,采用直流电压双环控制进行了电容电压稳定及均压控制,有效地平衡了直流侧电容电压。仿真结果验证了所提出的三电平四桥臂结构在提高输出波形质量和降低损耗方面的优良性能。     

基于模糊控制零电流钳位逆变器死区补偿

逆变器死区对于交流伺服系统产生很多不利的影响,如逆变器输出电压的畸变,电动机转矩的脉动和过热等,特别是逆变器低频输出时的零电流钳位将导致系统的不稳定。本文提出了一种新型模糊补偿算法,该算法能够提供精确的零电流信息,可以实时计算逆变器死区导致的误差电压,并通过前馈方式对误差电压进行补偿。该方法应用于SVPWM逆变器系统可以达到精确的输出电压补偿,并且可有效地消除零电流钳位现象,降低系统在低频时输出电流的脉动。仿真与实验表明该算法有效、可行。     

基于平衡变压器的电流平衡补偿方法

针对平衡变压器平衡供电的特点,提出了一种利用逆变器对三相变两相供电方式下的电流负序分量进行综合平衡补偿的新方法.该方法的整体结构由交-直-交单相逆变器与平衡变压器两相侧并联组成,以抑制和补偿各相的谐波电流和无功分量;并实时检测α、β两相负载电流的有功分量之差,利用逆变器的桥接结构实现有功功率在两相间快速流动.从而使平衡变压器两相侧的输出电流对称,消除平衡变压器三相侧产生负序电流的条件,达到三相电流对称的目的.仿真和实验结果证明了该方法的正确性,具有可行性.     

带整流性负载并网逆变器的控制方法

提出了一种带整流性负载并网逆变器的控制方法.该并网逆变器可以工作于独立和并网2种工作模式.分析了并网逆变器带整流性负载对电网电流的影响.通过引入整流性负载电流补偿的方法,消除了整流性负载和滤波电容对电网电流的影响,提高了电网电流的波形质量.该方法控制简单,易于实现.仿真和实验结果表明,在带整流性负载情况下,采用该控制方法可以使并网电流具有很好的正弦度,独立运行时输出电压外特性好.     

一种新型三相电流型逆变器的研究

提出了一种基于导抗变换器的新型三相电流型逆变器,并对其控制策略作了理论分析、仿真和实验研究.本系统利用导抗变换器的电压源-电流源变换特性,将输入直流电压变换为高频正弦电流,经高频变压器隔离及电流等级变换后进行裂相调制,输出为三相正弦电流.相比于传统的电流型逆变器,采用此方法不仅省去了直流侧电抗器,而且采用高频变压器替代了工频变压器,减小了隔离变压器及输出滤波器的体积,有利于装置的小型化和降低成本.仿真和实验结果证明了该方案的可行性及有效性.     

基于电子式互感器的整流变压器阀侧大电流采集方案实现

分析整流变压器阀侧特点并提出一种测量整流变压器阀侧大电流采集方法。采用特制异型电子式电流互感器、电流采集器、合并单元完成整流变压器阀侧大电流采集,解决了整流变压器低压侧大电流采集问题。分析阀侧电流录波数据,实际采集电流波形和桥式整流电路理论分析结果一致。该方法为进一步实现整流变压器网侧及阀侧差动保护提供阀侧电流,且可实现整流变压器阀侧桥臂状态监视,为冶金、化工企业整流变压器用户更好调节整流机组之间配合提供依据。     

基于DSP新型PWM三相逆变器的研究

为了获得较好的逆变输出电压、较高的功率因数和较小的系统电流畸变率，已经使用了诸如可控整流、较大的滤波直流电容、复杂的控制器等手段。本文提出了一种新型三相不可控整流三相逆变器及其谐波消除PWM技术。并基于DSP对该逆变器进行了设计和分析，结合样机实验分析验证了新型逆变器的优越性。     

Investigation of performance of UPFC without DC link capacitor

This paper presents an analysis of the dynamic operation of unified power flow controller without DC link capacitor. In this scheme of UPFC the shunt converter present in the static synchronous compensator is operated as a current source rectifier, which maintains a fixed DC voltage and DC current on the DC link without capacitor. The capacitor in the DC link is replaced by an AC filter on the line side with a very small value to reduce higher order harmonics. The voltage source inverter present in the series compensator is operated with space vector modulation technique. The proposed scheme is fully validated through digital simulation. The simulated results show that the DC link voltage is maintained constant without DC link capacitor; STATCOM provides good voltage regulation and static synchronous series compensator influences power flow over the transmission line. Transient responses of single machine infinite bus power system have also been presented.     

复合型电流质量调节装置的研究

提出了一种级联型复合电流质量调节装置主电路拓扑,与传统拓扑相对比,采用了双PWM变换技术.PWM整流器为装置提供了稳定的直流电压,实现输入功率因数近似为1,同时实现了直流电压与输出电流的解耦控制.逆变侧采用谐波与无功统一补偿的控制策略,并采用输出电流直接PI闭环反馈控制,保证良好的电流跟踪效果.最后设计了一套基于DSP+FPGA控制的低压实验原理样机,验证了所提出的主电路拓扑及控制策略的可行性和有效性.     

Recurrent modified Elman neural network control of PM synchronous generator system using wind turbine emulator of PM synchronous servo motor drive

The recurrent modified Elman neural network (NN) controlled a permanent magnet (PM) synchronous generator system, which is driven by wind turbine emulator of a PM synchronous motor servo drive, is developed to regulate output voltage of rectifier (or AC to DC power converter) and inverter (or DC to AC power converter) in this study. First, the wind turbine emulator of a closed loop PM synchronous motor servo drive is designed to produce the maximum power for the PM synchronous generator system. Then, the rotor speed of the PM synchronous generator, the output DC bus voltage and current of the rectifier are detected simultaneously to yield maximum power output of the rectifier through DC bus power control. Because the PM synchronous generator system is a nonlinear and time varying dynamic system, the online training recurrent modified Elman NN control system is developed to regulate DC bus voltage of the rectifier and AC line voltage of the inverter in order to improve the control performance. Furthermore, the online training recurrent modified Elman NN control system with the variable learning rate is derived based on Lyapunov stability theorem, so that the stability of the system can be guaranteed. Finally, some experimental results are verified to show the effectiveness of the proposed recurrent modified Elman NN controlled PM synchronous generator system.     

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。     

基于Matlab的高压直流输电系统逆变器的模糊神经网络控制研究

在研究模糊逻辑控制技术、神经网络技术和高压直流输电系统的基础上,针对HVDC系统的快速、高度可控性,从原理上说明,对逆变器采用模糊神经网络控制也能有效地提高AC/DC系统的动态特性和恒定性。提取直流线路逆变侧电压误差及其变化率作为模糊控制器的输入,输出作为神经网络的输入,控制直流电压。设计非故障和故障模糊神经网络控制器,用M atlab分别对一典型12脉冲桥HVDC输电系统在传统控制和模糊逻辑控制下分别进行仿真,结果表明,与传统控制方法相比,当直流线路或者单相交流线路发生接地故障时,模糊神经控制能改善系统     

电能质量扰动发生器控制策略及其实现

为了测试电力变压器、CVT、电力电容器、无功与谐波补偿装置等试验设备在电能质量扰动下的工况,设计了一种电能质量扰动发生器,能模拟实际电网输出各种形式电压与电流扰动。采用电压外环与电流内环的PWM整流控制实现了直流电压的稳定;利用电压前馈与重复学习相结合的控制策略实现了发生器较高精度输出;利用DSP+FPGA构建控制系统具有较好的实时性与可靠性。通过10 kV、2 MVA工业样机实验,证明了设计的正确性。     

整流侧控制方式对特高压直流输电系统换相失败影响研究

特高压直流输电系统发生换相失败时,会引起直流电压和直流电流突变,严重影响直流系统的安全稳定运行。控制系统是特高压直流输电系统的核心部分,其控制方式对系统的输出响应有重要影响。分析特高压直流输电系统换相失败的原因,介绍整流侧的控制方式,建立了云广特高压直流输电系统仿真模型,研究云广特高压直流输电系统整流侧采用定电流控制方式和定功率控制方式对换相失败的影响。仿真结果表明：当逆变侧换流变压器变比K改变时,整流侧采用定电流控制与采用定功率控制相比,系统发生换相失败时的临界变比较大;当逆变侧交流母线发生三相对称接地故障、两相短路故障及单相接地故障时,整流侧采用定电流控制与定功率控制相比,系统不发生连续换相失败的临界电阻较小。整流侧采用定电流控制方式时,对换相失败的控制能力优于定功率控制方式。     

一种新型光伏并网逆变器控制策略

分析了导抗变换器的特性，详细推导了整个系统各点电压、电流，提出一种新颖的三角波-三角波调制方法，该控制策略克服了采用传统正弦波-三角波调制方法带来的并网电流谐波含量高、功率因数低的弊端。将导抗变换器和光伏并网逆变系统有机结合在一起，利用导抗变换器的电压源-电流源变换特性，将光伏电池阵列的直流电压变换为正弦包络线的高频电流，经过高频变压器隔离和电流等级变换，得到的高频电流再经过高频整流桥及工频逆变器逆变后并入电网，实现了电流源并网。相对传统的电流源型并网发电系统，采用该方法不仅省去了串联电感，而且用高频变压器取代了工频变压器，有利于实现装置小型化和降低成本。另外，利用电网电压过零信号控制工频逆变器，保证了并网电流和电网电压同步，进一步提高系统功率因数，实现正弦电流并网。通过实验证明了该控制策略的可行性，该方法非常适合分散式家用光伏并网发电系统。     

一种高效率低输入纹波电流的光伏并网微逆变器

针对传统光伏系统存在热斑、整体效率低等问题,提出了一种高效率、低输入电流纹波的隔离型单相两级式光伏并网微逆变器。该微逆变器由前级DC/DC升压环节和后级逆变环节组成。DC/DC变换器采用有源钳位和倍压整流电路,使变压器原边开关管及副边整流二极管实现软开关,分析了其稳态下的工作原理并给出了变换器关键波形曲线;后级逆变环节应用软件锁相、脉宽调制等技术实现了逆变并网。提出了一种低成本的在中间母线电压环中加入扰动环节的方法,抑制了两级式逆变器直流输入侧存在的两倍交流输出频率的电流纹波。研制了一台220 W光伏微逆变器样机并进行了测试,实验结果证明了理论分析的可行性。