一种新型级联多电平动态电压恢复器的研究

动态电压恢复器(DVR)是一种电压型电能质量补偿装置,串联在电网和负载之间,用于保障负载侧的电能质量.提出了一种新型级联多电平DVR,两个H桥功率单元级联构成一个逆变单元,并依靠整流电路给逆变单元直流侧电容器提供能量.装置采用电容器耦合方式串入电网,选用数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)构成控制系统.进行了详细的硬件和软件设计,实际运行测试结果表明,该级联多电平DVR响应速度快,能够迅速、有效地产生补偿电压,保证了负载侧的用电质量.     

三角形链式STATCOM电流补偿模式下的控制策略

三角形链式静止同步补偿器(STATCOM)工作于电流补偿模式时,可以对负载的无功、不平衡和谐波电流进行综合治理。其相电流指令直接关系到链节直流侧电压稳定和链节额定电流水平。将相电流指令分为基波正序无功分量、基波负序分量和谐波分量,通过叠加零序分量使链节有功为零,推导了零序分量与负序分量之间的关系。对负序电流的补偿不能超过额定电流的50%。在Matlab/Simulink中搭建了7电平STATCOM仿真模型,仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。     

模块化多电平换流器模块冗余优化配置方法

针对模块化多电平换流器(MMC)提出一种模块冗余优化配置方法,该方法主要是从提高系统可靠性和冗余子模块有效利用率以及减少冗余子模块数量这3个目标出发,建立多目标优化函数,进而求解得到最优冗余子模块数量。分析了MMC的拓扑结构及其子模块的工作原理,在研究模块冗余保护方案的基础上,详细给出模块冗余优化配置方法的具体步骤,并将其应用到工程实际中进行分析。仿真结果表明该方法可简单、有效地配置冗余子模块数量,在保证系统可靠运行的情况下,节约成本,验证了该方法的有效性和可行性。     

用于物理模拟的可控负载设计及仿真

提出了一种新型的电力系统可控负载.它可根据实际工况模拟各种类型的负载,并能将消耗的电能回馈到电网,同时不会对电网造成污染.电力系统可控负载的主电路采用2个电压型脉宽调制(PWM)变换器分别作为可控负载电流产生单元和电能回馈单元,2个单元均通过电感-电容-电感(LCL)滤波器与电网连接.文中建立了可控负载的数学模型,对可控负载产生单元采用比例-积分(PI)闭环控制,对电能回馈单元采用电压外环加电流内环的双闭环控制策略,并用频域分析法对系统稳定性进行了分析.仿真结果表明,装置在稳定运行的同时能够实现所需功能,说明控制方案及所选参数可行,为样机研制提供了理论依据.     

SVG用于单相负荷电能质量综合治理时相电流指令的计算

针对三角形级联静止无功发生器(SVG)用于单相负荷电能质量综合治理时指令电流的计算方案进行了研究。将指令电流分为基波电流指令和谐波电流指令两部分。其中,基波电流指令的计算采用基于电纳补偿原理的Steinmetzs理论,谐波电流指令的计算可采用单相谐波全补偿策略、以环流等于0为约束原则的谐波补偿策略、谐波均分补偿策略这3种谐波电流补偿策略,并从SVG每相电流有效值、SVG中开关器件的通态损耗、SVG中开关器件的电流容量3个角度对比了3种谐波补偿策略。在PSCAD中建立了低电压七电平SVG的仿真模型,并搭建了低压实验样机,分别通过仿真和实验验证了所述指令电流计算方案的正确性。     

一种新型动态电压恢复器的仿真与实验

提出一种新型可连续运行动态电压恢复器,主电路采用级联多电平结构,电网电压经过各隔离变压器后分别进行整流,给逆变单元的直流电容供电,通过电容耦合方式串入电网与负载之间;采用同相补偿法对电网电压进行幅值补偿,并引入改进的dq变换直接在线计算出补偿电压.利用PSIM软件进行仿真分析,并研制了实验样机.仿真及实验结果表明,该动态电压恢复器能够快速、有效补偿电网电压跌落以及电网电压谐波,保证了负载侧的用电质量.     

二极管箝位型三电平PWM变流器的研究

二极管箝位型三电平脉宽调制(PWM)变流器是目前研究较广的一种多电平变换器。基于二极管箝位型三电平PWM变流器的工作原理,研究了空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法的原理,针对SVPWM算法具有较大的复杂性问题,提出了一种通过坐标旋转实现SVPWM的快速算法。同时,设计并搭建了一台66 kVA的三电平交流器实验样机,验证了控制方法的正确性与实际应用的可行性。