电力电子变压器控制策略研究

传统的工频变压器体积大、重量重、效率低,严重制约了车载电传动系统的整体性能的进一步提升。采用无工频变压器的电力电子变压器技术通过高压电力电子技术实现电能变换,由其为核心构成新型轻量化、高能效的电传动系统,可以彻底摆脱传统对工频变压器的依赖。本文对电力电子变压器的主电路拓扑结构和控制策略进行深入研究。在Matlab/Simulink仿真环境下对主电路拓扑及控制策略进行验证,证明主电路拓扑结构的合理性和控制策略的有效性。     

电力电子变压器控制策略

电力电子变压器是一种将电力电子变换技术和高频变压器相结合的新型智能变压器,与传统的变压器比,它不仅有隔离、变压和并联运行功能,而且具有灵活控制电压和电流波形变化、改善电力系统电能质量、提高系统稳定性、无功优化以及在输电中与励磁发电机协调控制等功能。根据电力电子变压器的不同运行状况,有相应不同的控制策略,因此在国内外研究成果的基础上,分类和归纳了电力电子变压器的控制策略,分析了不同控制策略的原理、特点及实现方法,为电力电子变压器的研究与应用提供参考。     

电力电子变压器的一种非线性控制策略的设计

阐述以交-直-交-直-交为主要结构的电力电子变压器的工作原理,给出其各个部分的数学模型,并在模型的基础上采用非线性的控制策略,运用线性化解耦和滑模变结构控制的方法,设计对变压器输出侧电压的有效控制。最终采用MATLAB软件进行模拟仿真,其结果表明控制方法具有完全自适应能力,对控制目标有非常好的有效性和稳定性。     

一种级联电力电子变压器直流电压平衡控制策略

基于功率反馈的双闭环功率均衡策略是级联型电力电子变压器隔离级DC-DC变换环节的一种典型控制策略。该策略优点之一是控制过程中明确了变换器传递功率指令这一变量,可以通过对其作处理来调节隔离级传递功率,进而实现多种功能。基于此提出一种改进的整流电压平衡控制策略,在DC-DC变换器各级单元功率指令上引入相应前级整流电压偏差补偿量,通过调节隔离级各单元功率分配以自动实现整流侧直流电压平衡。最后通过仿真与实验验证了这种功率指令补偿式电压平衡策略的有效性。     

一种三相级联型电力电子变压器及其控制策略研究

针对直流微网的并网问题,设计一种三相级联型电力电子变压器,高压交流输入级采用星形级联型H桥拓扑,低压直流输出级使用输出并联的隔离式双向主动全桥结构。在直接接入交流配电网的同时,为分布式能源提供了一个稳定的直流接口。文中针对两级分别设计了闭环的控制方法,特别是对于高压级的星形级联型拓扑提出了一种简单的相间和相内直流侧平衡控制方法。通过仿真和实验验证了上述拓扑结构和控制策略的可行性和有效性。     

级联型电力电子变压器控制策略研究

针对模块级联型电力电子变压器(PET)高压级输出电压和隔离级功率传输不均衡问题,提出高压级采用电压均衡控制,隔离级采用功率均衡控制来解决,低压级采用电压重复控制,以减小逆变器输出谐波,提高PET输出的电能质量。隔离级和低压级输出采用并联的连接方式,避免了低压级不平衡对高压级产生影响。仿真结果验证了上述控制策略与连接方式的正确性与有效性。     

基于复合控制的电力电子变压器控制策略研究

在电力电子变压器（PET）中,针对高频变压器连接的输入级与输出级的变换器,现有的调制方法由电压、电流矢量计算和占空比组成,使得控制策略太复杂。在本文中,提出了一种复合控制应用在整个系统中,复合控制器由前馈解耦控制和智能预测控制两部分组成。前馈控制将基于PET系统中的交叉耦合电势进行完全解耦,然后智能预测控制通过的离散模型来预测电路变量,确保交流输出的电流参考值最接近前馈项的估计值。并且在下一个采样周期,选择最合适的开关状态来驱动功率器件。对系统输入和输出之间的不同电压幅值以及负载功率的变化进行仿真实验,仿真结果表明能够改善系统的稳态性能以及抗干扰能力,并得到单位功率因数运行,研究表明了所提出方法的正确性和有效性。     

电力电子变压器自治运行控制策略

针对应用于交直流配电网的电力电子变压器,根据孤岛模式下配电网的运行特性,提出了一种应用于孤岛模式的自治运行控制策略,通过建立全局化的多端口传输模型,统一各端口的运行状态,协调各端口的能量交换,充分发挥电力电子变压器各个端口能量互通、相互支撑的优势,实现配电网的自治运行。搭建了含电力电子变压器的交直流配电网仿真系统,验证了控制策略的有效性。     

电力电子变压器电路拓扑与控制策略研究

介绍了与传统电力变压器的概念有着极大不同的电力电子变压器。着重分析了电力电子变压器的工作原理及其主要拓扑结构、典型控制策略，并对拓扑和控制策略提出了多项改进措施。在此基础上，探讨了实现电力电子变压器的关键技术，并提出了有效的解决方案。最后根据交流柔性输电技术发展的需求，提出了电力电子变压器的多项扩展功能。     

级联模块化光伏电力电子变压器控制策略研究

基于级联H桥(CHB)拓扑的光伏电力电子变压器(PET)具有模块化结构以及无工频变压器直接与中压电网连接等优点,在高压大功率光伏发电应用中有很大优势。结合其特点,提出适用于光伏PET的控制策略,不仅能够实现对电网电流、H桥直流母线电压、公共直流母线电压以及模块间功率均衡的控制,而且性能较好。通过实验结果验证了所提控制方法的有效性。     

面向中压配电网的电力电子变压器控制策略研究

为实现电力电子变压器在电力系统中保证各环节稳定工作以及良好的电能质量,根据电力电子变压器的自身特点,采用分级策略控制其运行工作,输入级与隔离级分别采用电压电流双闭环和电压闭环控制,用以稳定后逆变器的直流电压;输出级采用电压单闭环控制和恒频恒压(V/f)控制。搭建了基于Matlab/Simulink的三级电力电子变压器中压配电仿真系统,通过仿真实验验证了PET在两种控制策略下都能够输出稳定的三相电压电流,同时有效减少了谐波污染;对比不同控制策略下系统各环节的波形变化情况,对电力电子变压器在中压配电网的工程应用具有一定参考价值。     

一种新型混合式电力电子变压器仿真研究

本文中作者介绍了出了一种新型混合式电力电子变压器。分析了基于该拓扑的串并联变换器控制方法,并通过仿真验证了拓扑及控制方法的可行性。     

多电平直流链电力电子变压器控制策略研究

多电平直流链电力电子变压器(PET)中间级子模块拓扑包括半桥和双有源桥两部分。直流链两端电路不同的结构和控制策略会造成直流链电压的波动和不稳定。传统控制策略需要大量电流传感器,并且控制链路上的低通滤波器影响了系统的动态响应。文中提出了一种多电平直流链PET的控制策略,由串并联功率模块中的半桥电路稳定直流链总输出电压,由双有源桥电路实现直流链不同模块之间的均压。同时,所提控制策略只需要中压直流端口连接电感处的一个电流传感器,所有功率模块均不使用电流传感器,节省了系统的成本。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

配电网中自平衡电力电子变压器控制策略研究

采用由三相H桥级联整流器,带双主动桥高频变压器和交错并联的单相逆变器组成的三级式自平衡电力电子变压器的拓扑结构。着重介绍了各部分的控制策略,高压级整流器采用分层控制并引入交换载波控制,双主动桥则采用了单移相控制,而单相逆变器采用准比例谐振控制,同时加入基于虚拟阻抗的下垂控制策略,以抑制电路环流。针对三相电压平衡和不平衡的不同情况,进行了仿真验证,结果表明电力电子变压器均可正常运行。     

一种新型结构的电力电子变压器

电力电子变压器是一种新型智能电力变压器,在配电网中应用前景广阔。本文提出了一种新的模块化电力电子变压器拓扑结构,将双向隔离DC/DC变换器与模块化多电平变换器子模块连接在一起,直接得到低压直流输出,并利用四桥臂变换器产生低压交流输出,这种结构方式更利于模块化设计,减小装置体积。文中给出了模块化多电平变换器,双向隔离DC/DC变换器以及四桥臂变换器的控制方法,最后通过仿真和实验验证了该拓扑的性能。     

电力电子变压器在输电系统中的控制策略研究

电力电子变压器(PET-Power Electronic Transformer)是一种新型的电能转换设备,它通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递.研究了PET在电力系统中的控制问题,提出了在单机无穷大系统中与发电机相连的PET的控制策略,并在MATLAB环境中进行了时域仿真研究.仿真结果表明,在系统中出现扰动的条件下,PET能有效的提高系统阻尼,改善系统电压特性,提高了电力系统的稳定性.     

电力电子变压器在输电系统中的控制策略研究

电力电子变压器(PET—PowerElectronicTransformer)是一种新型的电能转换设备,它通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递。研究了PET在电力系统中的控制问题,提出了在单机无穷大系统中与发电机相连的PET的控制策略,并在MATLAB环境中进行了时域仿真研究。仿真结果表明,在系统中出现扰动的条件下,PET能有效的提高系统阻尼,改善系统电压特性,提高了电力系统的稳定性。     

微电网中电力电子变压器的电压质量控制策略研究

电力电子变压器(PET)中多个直流环节的存在使得其替代固态开关作为微电网接口后实现了微电网与主电网在频率与电气上的隔离,此时微电网内部的电能质量与PET的控制策略密切相关。本文首先分析了PET接入后对微电网PCC点电压质量影响的差异,研究了PET输出侧PCC点电压质量劣化的机理,指出不采取任何电压质量调节措施时,基于PET的微电网PCC电压易受非线性负荷影响而出现谐波劣化。然后,针对微电网存在的电流型与电压型谐波,分析了PET调节微电网PCC点电压质量的本质,综合考虑PET采样特点、容量限制等因素提出了一种直接电压控制与虚拟阻抗控制相结合的高供电电压质量控制策略。最后,仿真与实验验证了本文理论分析与所提策略的正确性与有效性。     

一种高频链模块化电力电子变压器

电力电子变压器(PET)包含多级电能变换环节和大量元器件,制约了其效率、功率密度和可靠性的提升。基于模块化多电平矩阵变换器(M3C)的应用,本文提出一种高频链模块化PET电路拓扑。采用矩阵变换的方式可减少电能变换环节,并且所提拓扑可减少高频变压器与子模块的数量,具有体积和重量优势。针对该PET,分析了其工作特性与控制策略设计方法。仿真试验结果表明了所提拓扑及控制方法的可行性。     

级联式电力电子变压器非线性综合控制策略

级联式电力电子变压器为多变量耦合的复杂非线性系统,该文基于微分几何非线性控制理论,提出电力电子变压器非线性综合控制策略。根据系统多端口及内部变量控制目标,首先建立级联式电力电子变压器多变量仿射非线性模型。其次,基于微分几何多输入多输出精确线性化原理,对其非线性坐标变换和状态反馈律进行推导,并采用二阶系统极点配置法进行控制参数设计,得到系统非线性综合协调控制策略。该策略可将系统精确线性化,从而简化和明确控制参数整定过程,按需求调节各变量控制带宽,提高大扰动时系统多目标动态响应;且可直接实现子模块均衡控制。最后,通过仿真和实验与传统控制方法进行对比,验证了所提控制策略的有效性及优越性。