逆变器直流侧谐波分析与有源补偿

电解电容是现代电力电子系统中用量多，体积大，可靠性差，寿命短的最薄弱环节。提出用并联有源电力滤波器代替电解电容作为谐波发生器，加在逆变器直流侧，抵消逆变器产生的谐波，实现电解电容的硅解。采用开关函数分析了电压源SPWM逆变器在非平衡负载情况下直流侧输入电流的谐波成分。应用模糊逻辑控制和滞环控制实现电流型有源滤波器的控制，使有源滤波器输出补偿谐波电流，同时使有源滤波器直流侧滤波电感电流保持恒定。系统实现DSP全数字化控制，提高了系统的可靠性和可维护性。仿真和实验结果表明控制方案正确、可行，补偿效果良好。     

不平衡工况下配电网STATCOM的控制策略

针对系统电压不平衡对静止同步无功补偿器(STATCOM)运行的影响:直流侧电容会产生2倍频的电压波动;交流侧输出3次谐波电压和电流.影响STATCOM的输出性能及安全运行的问题.提出了解决方法和策略.STATCOM主要由直流侧电容、二电平逆变器和连接电抗器等组成.为改善STATCOM的运行特性.采取增大STATCOM直流侧电容容量的方法来抑制3次谐波电流:认为抑制3次谐波唯一的途径在于改进开关函数.采用新的开关函数后,STATCOM逆变器输出电压与直流侧电容两端电压的波动无关.实现了抑制3次谐波电流的目的;采用负序电压前馈控制策略.即采用不平衡控制策略.使得STATCOM逆变器的负序电流为零,达到抑制负序电流的目的.采用Matlab对所提出的方法和控制策略进行了仿真.结果表明.所提方法正确且策略有效.     

并网逆变器输出电压直流分量的研究

与独立工作的逆变器相比,并网逆变器不仅要保证低的输出电压谐波畸变率和高效率,而且要求输出电压与电网电压大小、相位一致,更重要的是必须保证有低的进网电流谐波畸变率,以免对电网造成污染.双Buck逆变器类似于半桥逆变器,输入侧分压电容的电压偏差受很多因素的影响.分析了输出电压中的直流分量与分压电容电压偏差的关系以及对进网电流谐波畸变率的影响,并进行了实验验证.     

基于TMS320F240的谐波补偿数字式控制系统

为了有效的抑制各种电力电子装置所造成的谐波污染，可使用高频电流型有源滤波器代替电解电容作为谐波发生器。将其加在逆变器直流侧，抵消逆变器产生的谐波，并在运行过程中实现了硅解。同时在实践中进行了全数字化控制，提高了系统的可靠性和可维护性。     

直流电压含二次纹波条件下并网逆变器输出谐波抑制

单相并网逆变器及电网电压不对称情况下的三相并网逆变器,直流母线电压均含有明显的二倍工频纹波分量。受该纹波分量影响,逆变器交流侧输出含有明显的三次谐波,影响逆变器输出电能质量。针对上述问题,利用双重傅里叶变换和开关函数法对并网逆变器的输出谐波特性进行了分析,在此基础上提出了抑制单相和三相逆变器输出三次谐波的改进脉宽调制方法。该方法根据直流母线电压修正调制波,无需提取直流母线电压纹波分量信息,算法复杂度低,易于实现。通过开关函数法详细证明了新型调制方法的可行性,给出了基于该调制方法的单相及三相光伏逆变器的控制策略。仿真验证了所提调制方法可显著降低直流母线电压含二次纹波条件下并网逆变器的输出三次谐波成分。     

脉冲直流环节三相逆变器零区效应与补偿EI北大核心CSCD

为解决恒定直流环节三相逆变器中电解电容寿命较短的问题,采用一种基于混合脉宽调制策略的脉冲直流环节三相逆变器拓扑结构,但电解电容的取消会对最终输出电压造成不利影响;通过构建输出电压在三角载波周期内的平均数学模型与偏差电压在调制波周期内的傅里叶解析数学模型,对不同前后级载波频率差异、零区宽度和调制度下输出电压谐波性能、直流电压利用率和直流偏置的变化规律进行深入探究,进而基于时域仿真对输出电压的时变波形进行零区效应量化分析,最终基于输出电压平均数学模型,提出一种调制波分段补偿策略,并通过仿真与样机试验,验证了理论分析的正确性与补偿策略的可行性。     

脉冲直流环节三相逆变器零区效应与补偿

为解决恒定直流环节三相逆变器中电解电容寿命较短的问题,采用一种基于混合脉宽调制策略的脉冲直流环节三相逆变器拓扑结构,但电解电容的取消会对最终输出电压造成不利影响;通过构建输出电压在三角载波周期内的平均数学模型与偏差电压在调制波周期内的傅里叶解析数学模型,对不同前后级载波频率差异、零区宽度和调制度下输出电压谐波性能、直流电压利用率和直流偏置的变化规律进行深入探究,进而基于时域仿真对输出电压的时变波形进行零区效应量化分析,最终基于输出电压平均数学模型,提出一种调制波分段补偿策略,并通过仿真与样机试验,验证了理论分析的正确性与补偿策略的可行性。     

无电解电容PMSM驱动系统过调制算法研究

无电解电容永磁同步电机(PMSM)驱动系统的直流母线电容储能少,逆变器输出功率能影响网侧输入功率,因此,控制逆变器输出功率可间接改善网侧电流波形。由于无电解电容PMSM驱动系统的母线上缺少大容值的平波电容,单相整流桥输出的直流母线电压将周期性脉动,导致空间矢量调制(SVPWM)算法周期性地进入过调制区。传统的过调制算法改变了逆变器的输出功率,偏离了控制目标。针对该问题,提出了一种基于二分搜索的最小功率误差过调制算法,该算法使逆变器输出功率以最小误差跟随其给定功率。最后通过Simulink仿真验证了该算法的有效性。     

无电解电容和电感PMSM驱动系统控制研究

无电解电容和电感的永磁同步电机驱动系统中,电机侧的谐波会影响到前端输入侧。为了解决这个问题,提出了一种新型功率因数校正方法,以改善输入基频电流响应并减少输入电流谐波。电机转矩控制基于输入功率和电机转矩之间的关系设计,其可实现系统高功率因数运行。快速电压前馈控制改善了逆变器的输出功率响应,其基于直流链路平均电流控制逆变器输出功率,进而降低了输入电流谐波。最后通过试验验证了新型控制方案的有效性。     

光伏并网逆变器全谐波的统一补偿策略研究

光伏并网逆变器输出中存在的直流分量、谐波、间谐波造成的危害日益严重。将直流分量、谐波、间谐波三者一起定义为全谐波,并基于对其的分析,提出一种光伏并网逆变器全谐波的统一补偿策略。该策略以载波周期为单位对光伏并网逆变器输出电压中的全谐波进行统一瞬时检测,并通过改进并结合重复控制,比例积分(PI)控制,跟踪控制实现对其的统一补偿,通过构造半波负载和非线性负载模拟电网侧影响进行实验,实验结果验证了该策略对直流分量、谐波的单独补偿以及对全谐波的统一补偿的良好效果。     

基于重复控制的新型三相变换器研究

中间直流侧的电解电容是决定AC/DC/AC变换器使用寿命的关键,取消或减小该电容具有重大意义。针对整流级采用二极管不控整流桥、逆变级采用全控桥的拓扑结构,具体分析了整流级在SPWM调制方式下的工作模式。通过把三相输出电压划分为6个区间,并在每一个区间内根据SPWM的调制特点和三相负载电流的波形,得出了负载功率因数角与能量反馈(倒灌电流)的关系。在此基础上,通过对1个载波周期内直流侧电容上的充放电分析,给出了有倒灌电流时最小电容值的计算方法。取消或减小直流侧电容后,不控整流输出的直流电压是波动的,逆变级不能直接应用标准的SPWM。根据重复控制的原理,对重复控制可以消除输出电压中因直流电压波动而产生的低次谐波的机理进行了分析,分析结果表明应用重复控制可以使输出电压具有良好的波形。最后,应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

三电平逆变器PWM方法分析与比较

在调节三电平逆变器的输出电压时,通常采用的是脉宽调制方法。对常用的几种脉宽调制方法进行了较详细的分析,比较了各自的优缺点,其中着重指出了各种方法对直流回路电压的利用率、输出电压谐波的特点以及对中点电位的影响等,并给出了仿真结果。     

新型Z源光伏并网发电系统

本文提出了一种新型Z源光伏并网发电系统,与传统的Z源光伏并网发电系统相比,具有更高的功率密度,同时光伏电池与逆变桥臂实现了共地,电磁干扰(EMI)也更小。分析了该发电系统的工作原理和调制策略,并提出了一种能够维持直流链峰值电压恒定的并网控制策略,实现了光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)、直流链电压的升压以及网侧电流的单位功率因数运行。仿真和实验结果验证了新型Z源光伏并网发电系统能够适应光伏电池电压的宽范围变化,具有很好的应用前景     

单级式光伏并网逆变系统中的最大功率点跟踪算法稳定性研究

单级式光伏并网逆变系统具有拓扑简单，成本较低的优点。但是这种系统中只存在一个能量变换环节，太阳能最大功率点跟踪(Maximum power point tracking, MPPT)、电网电压同步和输出电流正弦度等控制目标要求同时得到考虑，实现较为复杂。该文提出了一种改进的MPPT算法，在实现上述功能的同时，显著提高了单级式光伏并网逆变系统在光照强度快速变化时的稳定性。该算法的改进主要在于稳态情况下，调整光伏阵列工作点时根据增减方向分别选取合适的步长值；动态情况下，采用前馈方法检测光照强度突变过程，从而迅速改变并网系统运行状态以避免母线电压崩溃现象。基于PSIM仿真平台，对比了定步长MPPT算法和新算法，在阐述算法改进的基础上给出了仿真结果。实验室还建立了300Wp的单级式光伏并网逆变系统，应用全数字化DSP控制技术和改进MPPT算法，实现了系统的并网和可靠运行。仿真和实验结果表明，应用改进MPPT算法的单级式光伏并网逆变系统能够准确跟踪太阳能电池最大功率点，并具有较好的稳定性。     

An Advanced Universal Power Quality Conditioning System and MPPT method for grid integration of photovoltaic systems

A photovoltaic system usually produces power quality pollutions to the interfaced power systems without a proper functioning of active filters. At present, available active filters are unable to fully suppress power grid harmonics and distortions, worsening power quality conditions within the interfaced system. This paper presents an Advanced Universal Power Quality Conditioning System (AUPQS) to interface photovoltaic systems to a power grid. In the interfaced system, an improved series active filter is designed to generate output voltages to compensate all the source voltage deficiencies and to highly suppress the grid-end current harmonics and distortions, even under unbalanced non-linear load conditions. Also, an independent single-phase inverter is suggested at the load side instead of the source side to regulate the DC-link voltage. Hence, the distortions and harmonics generated by this single-phase inverter are absorbed by the shunt filter of the AUPQS. Finally, a hybrid maximum power point tracking (MPPT) approach is proposed for effective operation of photovoltaic systems even under sudden light intensity changes and solar cells temperature variations. The overall interfaced system is designed and developed using Matlab/Simulink software. The effectiveness of the proposed AUPQS and MPPT method is further validated by simulation results.     

一种谐振DC环逆变器损耗分析及参数选择

对硬开关逆变器无吸收回路的开关器件的开关损耗进行了分析和等效计算。在分析一种低脉动输出电压的谐振DC环逆变器原理的基础上 ,对谐振环的谐振阶段的损耗进行了分析与近似计算。同时就谐振环最小损耗的原理提出了电感、电容参数选择的方法。     

高压变频器谐波抑制措施的仿真研究

分析了PWM高压变频器谐波成分产生的机理和当变频器接上长输出电缆时对电机的影响。对6000V/2250kW电机的仿真研究发现,在24脉波整流/三电平逆变的高压变频器中,设置共模电抗器,并将整流器中性点、直流侧中间点、输出滤波器中性点和三电平逆变器箝位点相连,再通过小电阻和系统地连接的这一新型拓扑结构,可以有效地抑制谐波电压对高压变频器的不良影响。     

A feedback linearizing control scheme for a PWM converter-inverterhaving a very small DC-link capacitor

This paper addresses a control method of reducing the size of the DC-link capacitors of a converter-inverter system. The main idea is to utilize the inverter operation status in the current control of the converter. Specifically, the information on the load power is incorporated in synthesizing the converter current control input so that a proper DC voltage level is maintained. We describe the dynamics of load current and apply feedback linearization theory to obtain an input output linearized system. Theoretically, this control strategy is effective in regulating the DC voltage level, even though the DC-link capacitor is arbitrarily small and load varies abruptly. The superior performance is demonstrated through simulation and experiment. An experiment was performed with a 9-kW pulsewidth modulation converter-vector inverter system having a 75-μF DC-link capacitor     

SVPWM调制下逆变器输出电压谐波分析

逆变器输出电压的谐波引起交流电动机的转矩脉动和附加发热,具有严重危害,研究逆变器输出电压的谐波特征可以为寻找减小谐波的方法提供基础.基于SVPWM调制方法,推导出了逆变器输出电压解析表达式.通过对电压方程进行傅里叶分解的方式,讨论了步进频率、调制电压幅值、输出电压周期对谐波的影响.分析表明,步进频率变化对总电压谐波畸变...     

电流型控制半桥逆变器直流分压电容电压偏差前馈控制技术

电流型控制半桥逆变器直流分压电容电压存在偏差,电容中点的电压偏移容易导致系统失控。文中分析了电流型控制半桥逆变器分压电容不均压产生的原因,并给出了电容中点电压偏移的理论值;针对电压电流双闭环瞬时值控制半桥逆变器,提出了电容电压偏差前馈控制方案。仿真和实验结果验证了采用该技术后,分压电容的直流偏差被消除,半桥逆变电路在各种情况下都可以正常工作。该方法为电流型控制半桥逆变电路的实用创造了条件,同样可应用于电流型控制半桥直／直变换器和直／交变换器。