一种三相二臂的三电平有源电能质量补偿器

为治理非线性不平衡负载的电能质量问题,研究一种简化型三电平有源电能质量补偿器。它由三相二臂三电平逆变器与直流均压电路组成。在分析逆变器的结构和数学模型的基础上,推导逆变器的无差拍控制公式。由于两开关臂在无差拍控制上有耦合关系,为此前馈解耦方法被用来实现两个三电平开关臂的独立控制,提高系统的稳定性。针对直流侧均压问题,采用一种小容量的均压电路,并提出基于电流闭环的均压控制方法,可实现直流侧电压动态均衡。最后,仿真和实验结果验证了所提出结构和控制方法的正确性。     

单相三电平并网逆变器多状态模型预测控制研究

单相三电平逆变系统中,传统有限控制集模型预测控制在较低的采样频率下无法保证输出电能质量。针对这一问题,提出一种多状态虚拟矢量模型预测控制方法。在单个控制周期内,输出多个开关状态,以提高并网电流的电能质量。建立了逆变器预测模型,根据预测矢量初步筛选一组开关状态,每个开关状态的作用时间由所设计的电流代价函数确定。为有效平衡直流母线电压,设计均压代价函数,进一步调整开关状态,得到最终输出到逆变器的开关状态序列。搭建仿真系统并进行了仿真分析,结果验证了所提控制策略的有效性,并网电能质量得到有效提高,直流母线电压波动小。     

一种基于内模控制的光伏逆变器功率控制策略

为改善微电网电能质量,解决微电网独立控制有功和无功控制问题,分析了两电平三相三线制电压源逆变器的控制方案,建立数学模型,运用瞬时功率理论推导出参考电流计算公式,提出由内外两层组成的串级控制策略。内层控制器采用内模一阶过程控制技术调节q轴和d轴的交流电流实现电流控制,外层控制器采用内模二阶过程的前馈控制策略实现直流母线电压控制。通过仿真验证,该控制策略可以有效的进行微电网逆变器有功和无功控制,实现逆变器跟随电网电压跌落自动调节直流侧电压功能,为改善微电网电能质量控制研究提供了一种新方法。     

基于CPT理论和重复控制的多功能并网逆变器研究

针对具有电能质量治理和功率输出功能的三相三线制多功能并网逆变器,提出在两相静止坐标系下基于CPT功率理论的改进电能质量补偿分量计算方法,实现在并网点电压畸变情况下不引入锁相环,提取负荷电流中的谐波、无功和不平衡分量。为实现对负荷电流补偿分量跟踪输出以及在畸变电压干扰下的输出电流控制,同时简化电流内环控制器结构,采用H∞重复控制理论设计逆变器输出电流控制环。由于多功能并网逆变器在运行中,控制环节稳定性受到本地负荷以及并网点线路阻抗的影响,基于由CPT理论构建的一般负荷模型,提出适用于复杂负荷以及线路阻抗接入情况下的H∞重复控制系统稳定性分析方法。最后在硬件实验平台上对所提出多功能并网逆变器控制策略进行了验证,实验结果表明其有较好的电能质量治理能力。     

Z源逆变器的电压电流双闭环控制

提出了Z源逆变器的电压电流双闭环控制方法,分析了Z源逆变器控制系统的建模,并在此基础上设计了Z源逆变器双闭环控制系统的调节器.Z源逆变器双环控制的电流内环调节器采用比例环节,以提高内环的开环增益;电压外环调节器采用PID环节,以在系统稳定的条件下增加其带宽.由于Z源逆变器是三相三线制系统,所以在实现控制系统时引入了Clarke变换,从而实现了三相三线制的解耦.仿真和实验证明了Z源逆变器的电压电流双闭环控制方法的正确性.     

电气化铁道用多电平电能质量调节器及其控制研究

电气化铁道是直接接入高压电力系统的一个特殊用户,其负荷具有非线性、非对称性和波动性等特点。以沪杭电气化铁路某牵引变电所为研究对象,针对电气化铁道谐波、无功和负序电流的综合治理要求和特点,提出了一种新型的多电平电能质量调节器（MPQC）。这种新型的电能质量调节器主要由共用直流侧电容的两组单相多电平逆变器组成,每组逆变器由两个直流侧电压为3∶1的H桥逆变器级联而成,通过电网变压器与牵引电网联接。通过分析多电平调节器的电能质量调节特点,提出了适用于单相多电平逆变器的多电平直接脉宽调制方法（MDPWM）,应用了基于逆变器两侧能量平衡的多电平逆变器控制方法。仿真结果证明了这种新型的多电平电能质量调节器的可靠性较高,能同时补偿牵引电网的上、下行供电臂,满足对电气化铁道的电能质量综合治理要求,能获得良好的补偿效果。     

电气化铁道用多电平电能质量调节器及其控制研究

电气化铁道是直接接入高压电力系统的一个特殊用户,其负荷具有非线性、非对称性和波动性等特点.以沪杭电气化铁路某牵引变电所为研究对象,针对电气化铁道谐波、无功和负序电流的综合治理要求和特点,提出了一种新型的多电平电能质量调节器(MPQC).这种新型的电能质量调节器主要由共用直流侧电容的两组单相多电平逆变器组成,每组逆变器由两个直流侧电压为3∶1的H桥逆变器级联而成,通过电网变压器与牵引电网联接.通过分析多电平调节器的电能质量调节特点,提出了适用于单相多电平逆变器的多电平直接脉宽调制方法(MDPWM),应用了基于逆变器两侧能量平衡的多电平逆变器控制方法.仿真结果证明了这种新型的多电平电能质量调节器的可靠性较高,能同时补偿牵引电网的上、下行供电臂,满足对电气化铁道的电能质量综合治理要求,能获得良好的补偿效果.     

基于两相三线制变流器的高速铁路负序和谐波综合补偿新方法

提出一种基于两相三线制变流器的高速铁路负序和谐波综合补偿系统。该补偿系统中,两单相降压变压器连接两供电臂形成两单相电压,通过两个电感与两相三线制变流器连接。两相三线制变流器结构包含3个开关臂,其中一开关臂与两单相电压共用地线连接,因此使两相三线制变流器中与两个普通单相变流器相比要少一开关臂,简化了结构。本文提出和分析了该系统的拓扑结构,建立了相应电气模型,对两相三线制变流器的工作原理和新结构补偿原理进行了分析,提出了负序和谐波实时检测方法及控制方法。仿真和实验结果验证了所提出补偿结构及其方法的有效性。     

用于两相三线电网不对称负载的并网逆变器研究北大核心

北美家用配网电压广泛采用两相三线型式,即由相位互差180°的双火线和零线组成。对于这种电压型式,并网运行的逆变器仍需考虑两相负载不对称问题。此外,对于非隔离型并网逆变器,采用直流中点与交流中性点互联的三电平拓扑可更好地抑制共模。针对北美两相三线电网电压,对非隔离型两桥臂三电平逆变器进行直流电压外环、逆变电流内环的控制,并叠加负载电流前馈,在稳定直流电压的同时实现对不对称负载电流的跟踪;同时,采用适当控制方法来抑制逆变器直流中点的偏移。最后,通过仿真与实验验证了该控制方法的有效性。     

三相四线系统并联电能质量补偿器的新型控制方法

控制技术是应用逆变器在配电网实现电能质量补偿的关键。提出一种基于参考电压矢量平移的新型三维空间矢量调制方法，用来控制三电平三桥臂中点引出式逆变器，实现三相四线系统中的并联电能质量补偿。与三相三线系统中的两维空间矢量调制不同，这种新型三维空间矢量调制方法基于α—β—O变换，利用零序分量补偿中线电流。—所提出的控制方法用在三相四线系统中的并联电能质量补偿器中，Matlab下的仿真结果表明这一控制方法可以使并联补偿器同时完成抑制谐波、补偿无功和中线电流的综合功能。通过与三维α—β—O滞环控制方法补偿效果的比较，证明三维空间矢量控制方法可以在较低的开关频率下达到更好的补偿效果。     

采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统

提出了一种性能良好的电压矢量控制PwM整流器方法.根据dq坐标系下整流器数学模型,用控制整流器系统中有功和无功功率的方法间接控制相互有耦合的输入有功和无功电流分量.控制系统电压外环用PI调节器输出有功指令电流分量,反馈输入电流与指令电流的误差作为两个电流滞环调节器的输入.滞环输出经过开关逻辑表选择出合适的电压矢量,不需计算开关作用时间,控制整流器输入电压和电流同相位,输入电流正弦化.仿真和实验结果证明了该控制方法简单,动态性能好,易实现.     

用于海上风电场直流输电的新型变换器

针对永磁直驱风力发电机变流技术的特点,并根据柔性直流输电系统的电压和功率控制要求,提出了一种新型的直流变换器。该变流器采用三电平拓扑结构、内环电流峰值控制,以及适用于三电平Boost变换器电流峰值控制的双梯形波补偿控制方法,经Matlab/Simulink仿真,研究结果证明该变流器具有功率开关电压应力小、电抗器电流脉动小,以及运行可靠、动态响应性能好等优点,适用于海上风电柔性直流输电等大功率、高电压场合。     

一种新颖的三相四桥臂逆变器解耦控制的建模与仿真

三相四桥臂逆变器是针对三相不平衡或非线性负载的供电提出来的。该文提出了1种采用内环空间矢量电流调节器和外环同步坐标比例积分控制器相级联的三相四桥臂逆变器的控制方案，实现了对三相四桥臂逆变器的解耦控制。建立了三相四桥臂逆变器在αβγ空间的电路模型，分析了其在αβγ空间的三维电压矢量分布并由此提出了1种采用2个三电平滞环比较器和1个两电平滞环比较器相结合的内环电流调节方案。外环采用了同步坐标电压控制器，使用1个简单的比例调节器就可实现输出电压跟踪的零稳态误差，保证了良好的稳态性能。建立了整个系统在dqo坐标系下的控制模型，实现了对d,q,o3个分量的独立解耦控制。仿真结果验证了该控制方案的正确性与可行性。     

三电平有源滤波器直流侧电压控制方法

建立了三电平有源滤波器数学模型并提出了其直流侧电压的闭环控制策略。在电压外环中采用PI控制维持直流侧电压恒定。在电流内环中,从空间矢量PWM调制方法的角度出发,对中点平衡问题进行了仔细研究,总结了各种空间矢量对中点电压平衡的影响。然后针对三电平APF,提出了一种简单的中点电压平衡控制策略。该方法只需检测各相电流和中点电压波动的方向,对小矢量进行取舍实现中点电压平衡控制。同时,并没有增加系统的开关损耗和输出电压的du/dt。仿真结果证明了这种控制策略的正确性。     

基于单周期控制的三相VIENNA整流器中点电压平衡控制策略

三相VIENNA整流器作为三电平Boost型中点箝位NPC(neutral point clamped)结构变换器,其具有所需开关器件少、功率因数高、开关管电压应力小和控制环节简单等特点,具有较高的研究价值。而中点电位波动是NPC结构变换器固有的问题,以单周期控制的三相VIENNA整流器作为研究对象。对其直流母线电压利用率较低和中点电压交流波动的问题进行建模分析,提出了在单周期控制基础上加入中点电压平衡控制环,不仅可以基本消除中点电压波动,而且可以提高直流母线电压利用率。最后通过仿真验证了所提控制策略的正确性。     

单相三电平整流器双滞环SVPWM电流控制方法

基于电压空间矢量分析原理,提出了一种适用于开关管钳位混合单相三电平整流器的双滞环SVPWM电流控制方法。分析了单相三电平整流器的工作模式,提出了一种四态双滞环比较器来控制电流内环。根据输入比较器的误差电流大小,输出四种状态值,结合由电动势与预测电流离散化计算得到的指令电压矢量的所在区域,选择最佳开关输出矢量,使得电流误差控制在系统要求范围内。通过Matlab仿真,比较了跟踪电压矢量、两态单滞环、四态双滞环SVPWM电流三种控制方法,仿真结果验证了四态双滞环电流控制的优越性,通过小功率样机实验验证了双滞环控制算法的可靠性。     

一种新型正激式三电平逆变器

本文提出以正激变换器为基础的正激式三电平逆变器。该变换器电路结构由依次连接的输入高压直电源、三电平变换器、高频变压器、输出周波变换器、输出滤波器以及输出交流负载构成,具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换（DC／HFAC／LFAC）、双向功率流、输出滤波器前端获得三电平低频电压波、负载适应能力强、适用于大功率变换场合等特点,能够将一种不稳定的高压直流电变换成稳定的正弦交流电压。和传统的正激式两电平逆变器进行比较,可以得出该逆变器能减小输出滤波电感、并能降低变换器主功率开关管电压应力的结论。同时,分析了该逆变器的工作原理,设计了控制策略,并通过仿真论证了该逆变器电压应力小、输出电压质量高等特点。     

三单相结构的晶闸管电压调节器的研究

为了提高电网电压合格率,解决电网偏差问题,提出了一种基于晶闸管开关控制技术的电压调节装置——晶闸管电压调节器(TVR),介绍了TVR的工作原理、运行模式和整个电路的控制方法并通过Matlab仿真软件建立了仿真模型,进行了TVR补偿方案实验。仿真结果表明,TVR可以有效地调节电网电压保持在额定值范围以内,是解决电能质量问题的有效手段之一。