高速动车组网侧电流谐波特性的研究

研究了高速动车组注入牵引网电流的谐波特性。分析了两电平及三电平4象限变流器的主电路拓扑及控制策略。利用双边傅立叶级数法,给出了两种4象限变流器网侧电流的谐波公式,总结了谐波分布规律。编制了CRH2和CRH5型动车组4象限变流器的仿真软件,研究了不同牵引和制动功率下,网侧电流的THD及各次谐波电流大小,验证了理论分析的正确性。     

双PWM控制的双馈调速系统在泵站电机上的应用

针对泵站电机低速时负载转矩小、调速范围不大、系统非频繁起停等特点,给出了一个双PWM(Pulse Width Modulation)控制的绕线电机双馈调速系统,整流侧采用电流内环电压外环的双闭环直接电流控制,逆变侧采用转速、磁链双闭环的矢量控制策略。试验结果表明,通过双PWM变流器控制可实现能量的双向流动,该调速系统控制精度高,动态响应迅速,对电网几乎无谐波污染,可实现电机超/低同步无极调速,能有效改善泵站电机的调速性能和实现泵站电机的节能降耗。     

井下局部通风机储能型变流器研究

为保证风机的24 h不间断供电,提高电能质量,满足国家节能降耗和大储能的要求,提出了一种新型的井下局部通风机的储能型变流器装置,既能实现电网正常运行时的无功补偿和削峰填谷的作用,又能在系统停电时,作为应急电源使用。通过对该装置的基本工作原理进行介绍,探讨了储能系统稳态运行时的最佳控制方法,并结合煤矿的特殊性,对实际设备容量进行设计。     

一种基于公共直流母线的链式储能系统

随着城市电网中分布式储能系统容量的增大,储能系统接入的电压等级也在升高,基于城市配电网对电能质量的要求,电网接入系统的谐波必须控制在较低水平,这就限制了器件的最低开关频率,使得大容量储能系统的效率难以提高。常规多电平变流器技术可以在降低器件开关频率的同时达到更高的输出波形质量,符合大容量变流器的发展趋势,但其中工频变压器的设计、体积与噪音等都限制了多电平拓扑的发展。结合多电平链式拓扑与高频变压器技术,设计了一种基于公共直流母线的多电平储能系统,并通过仿真与实验验证了这种拓扑结构的可行性,有望在未来作为一种可选的储能系统接入方案。     

三相电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制

三相电压型PWM变流器在实现能量变换的同时可以消除谐波、实现单位功率因数运行,是一个多输入多输出的非线性系统。文章建立了基于开关函数的变流器数学模型,采用非线性变换以及引入变流器交直流侧的动态功率平衡两种方案相结合,得到了线性化的变流器数学模型。在线性化数学模型的基础上,提出了电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制。仿真结果表明该控制策略能较好地实现三相电压型PWM变流器有功功率和无功功率的解耦控制,具有较好的动态特性,而且网侧电流谐波含量很低。     

一种数字化交、直流双向变流器的设计

文中提出一个新颖实用的交、直流变换器拓扑结构,论述数字式交、直流双向变流器的工作原理,功率变换电路控制策略以及功率变换回路如何选择主要器件及其参数,并通过小批量产品来验证变换器运行的正确性。     

子模块故障下基于变执行频率的MMC功率损耗优化控制

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)因其高度模块化和低谐波失真而逐渐成为最适合大功率应用的拓扑之一。当子模块(submodule,SM)发生故障时,故障桥臂中SM电容电压和开关频率将升高,这会导致MMC故障桥臂的功率损耗不平衡,从而影响MMC的寿命。文中提出一种基于变执行频率的功率损耗优化控制(variable execution frequency-based power losses optimization control,VEF-PLOC),该控制通过调整电容电压平衡控制的执行频率来调节功率器件的开关损耗,从而优化故障桥臂中功率器件的损耗。提出的VEF-PLOC能够优化SM故障下故障桥臂功率损耗,从而有效地提高MMC的寿命。最后,在时域专业工具PSCAD/EMTDC上进行仿真,并在小型MMC样机上进行实验,仿真和实验结果皆验证了提出的VEF-PLOC的有效性。     

一种新的恒频软开关变流器

提出了一种新的恒频隔离式变流器,该变流器采用1个耦合电感来实现整个线路和负载范围内主开关的零电压切换.由于该耦合电感并未以1个串联电感的形式出现在负载电流通道内,故不会产生负载的周期损耗.也不会在输出整流器两端产生严重的电压振荡.该变流器的性能在1个1 kW的实验原型电路中得到了证实.     

双馈感应式风力发电系统低电压穿越研究

双馈感应式风力发电机组以其变流器容量小,有功和无功功率可独立解耦控制的特点,已成为目前变速恒频风力发电机组的主流机型。正因为双馈感应发电机(Double Fed Induction Generator,简称DFIG)的变流器容量小,所以它对电网电压扰动的抵御能力较弱。为防止扩大电网故障,目前欧洲电力系统要求风力发电系统具备低电压穿越(Low Voltage Ride Through,简称LVRT)能力。这里建立了简化的DFIG低电压穿越系统,在22 kW实验平台上进行了实验,其结果说明Crowbar电路能抑制电机定、转子电路中的暂态电流,系统基本具备了低电压穿越能力。     

新型自然软开关变流技术研究

以拓展三相逆变器的自然软开关动作状态为出发点,提出了一种新型可升压自然软开关变流技术。由于采用该技术的新型三相逆变器电路结构简单,控制方便、可靠,因而能方便地作为电力有源滤波器的逆变器用于谐波补偿。在此,对一种新型逆变器拓扑和新型自然软开关变流技术特性进行了研究。通过对主电路的分析,推导出了新型AC/DC/AC变换器拓扑。采用空间电压矢量法,并结合所提出拓扑的特点,重点介绍了如何采用锯齿载波空间矢量脉宽调制法,以实现数字控制。最后通过仿真实验,验证了该控制技术的正确性和可行性。