10kV电能质量扰动综合发生装置的研制

提出了一种能模拟电力系统电压扰动与电流扰动输出的电能质量扰动综合发生装置,能输出电压暂降、电压波动和闪变、电压谐波、电流谐波、电压电流三相不平衡等波形,具有输出波形好、功率大、电压等级较高等特点。该装置采用多绕组变压器+全控型变流器+载波移相级联型多电平变流器结构,整流部分采用电压电流双环控制,输入电流波形好,直压稳定,逆变侧采用载波移相级联多电平控制策略,输出波形精度高。在PSCAD仿真分析的基础上,研制1.5 MVA/10 k V电能质量扰动综合发生装置样机,仿真和实验结果验证了装置主电路和控制策略的正确性。     

采用波形合成法的级联型多电平逆变器谐波控制

为改善级联型多电平逆变器输出电压波形质量,对通过控制逆变单元开关角实现级联多电平逆变器谐波控制的方法进行了分析研究。针对解方程组法消除特定谐波中高次多变量方程组难于求解的问题,提出了一种波形合成消除特定谐波的方法。利用此方法可通过简单的三角公式递推计算获得实现特定谐波消除的开关角。依据理论计算结果进行的例证演示列出了开关角所有可能的取值情况,说明通过逆变器开关角的选择可同时实现输出电压中特定谐波的消除及基波幅值的调节。仿真与实验结果验证了该方法的可行性。     

级联多电平逆变器开关角度的研究

为了改善级联多电平逆变器输出电压波形质量,提出了一种优化谐波消除技术。通过控制逆变单元开关角度实现级联多电平逆变器谐波控制,在消除低中频谐波成分的同时寻求总谐波畸变率(THD)最小的一组开关角。建立了仿真和实验模型,对该组角度进行仿真和实验验证,其结果验证了优化谐波消除技术的正确性。     

多重化逆变技术在300kvar新型静止无功发生器中的应用

介绍了多重化逆变技术在３００ｋｖａｒ新型静止无功发生器（ＡＳＶＧ）装置中的应用实例，着重分析了多重逆变器输出电压的谐波特性，给出了该装置消除谐波的原理。     

基于补偿函数的SPWM矩阵变换器控制策略

应用矩阵变换器的交直交等效模型,在其交直和直交2个虚拟环节上,分别采用不控整流和SPWM2种简单易实现的调制方式。在三相输入电压对称或非对称的情况下,虚拟整流环节输出的是直流波动电压,为消除此直流波动电压对虚拟逆变环节SPWM调制输出的电压、电流波形的影响,利用开关函数概念推导了对SPWM的调制波进行补偿的补偿函数。其原理是通过向调制波中注入反极性的、幅值随直流波动电压瞬时值变化的正弦波来消除输出电压中的低次谐波。该方法同样适用于输入电压非对称的情况,而且其硬件实现电路简单。应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果表明在输入电压对称或非对称的情况下都能获得良好的输出电压波形,验证了所提控制算法的正确性。     

基于SHEPWM的级联五电平高频逆变器

高频逆变输出如超声换能器等应用场合,由于输出频率高,采用传统的正弦脉宽调制(SPWM)方式对开关频率的要求极高,单纯通过提高开关频率难以满足输出谐波要求.多电平技术可在低开关频率下获得更好的输出波形,在此将特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术应用到级联型高频逆变器的控制中.针对两路级联(五电平)电压型逆变器,提出一种计算相对简单的特定谐波消除模型,称为镜像剩余谐波消除模型.该模型分别对两路级联逆变器单元的输出谐波进行建模,利用第2路逆变器中的谐波作为第1路逆变器谐波的镜像谐波,实现谐波消除.通过仿真和实验验证了该模型的谐波消除效果.结果表明所提模型能够较好地实现特定谐波的消除,相比直接法多电平SHEPWM谐波消除方法具有建模简单、计算方便的优点.     

波控CO2短路过渡焊逆变电源电弧系统仿真

针对CO2气体保护焊短路过渡过程具有非线性和强时变性等特点,采用MATLAB仿真软件对逆变电源-电弧系统进行了仿真。仿真研究中,在波形控制的基础上,采用了恒流控制。对电流反馈信号和电压反馈信号分别进行了模拟仿真,利用逆变电源中的PWM控制方式来改变占空比的大小,从而改变电源的输出。给出了CO2焊短路过渡过程中电压和电流的动态波形。通过仿真可看出,波形中存在着逆变谐波的影响。仿真波形与实测波形基本一致,该结果为以后深入研究谐波以及随机干扰对电源控制过程的影响奠定了基础。     

大容量400Hz逆变器输出LC滤波器设计和低次谐波抑制

为了有效抑制大容量中频400Hz/115V逆变器输出电压中的谐波,推导了两级级联H桥载波移相正弦脉宽调制(SPWM)时输出电压波形的数学表达式,可准确得到逆变桥开环状态下输出电压的基波和各次谐波含量,为输出滤波器的设计提供了理论依据。同时考虑滤波电感上的基波压降、电感电流纹波以及无功容量等因素,提出了LC滤波器的设计方法。另外,通过在逆变器外环和内环分别采用基波谐振控制和3、5、7次谐振控制,不仅可以消除稳态误差,还可以补偿3、5、7次谐波。通过仿真和实验证明了理论分析的正确性。     

一种新型的消除三相逆变器死区的空间矢量控制方法

近年来,死区补偿、死区时间最小化、死区消除是三相逆变器克服死区影响的主要研究方向,针对常规三相逆变器死区消除控制策略存在一定局限性,提出一种新型的消除三相逆变器死区的空间矢量控制方法。该方法根据负载阻抗角特性,通过采用SVPWM划分扇区并对各扇区空间矢量控制达到死区消除效果,并且不需要精确的电流极性检测装置,使逆变器输出波形总畸变率最小并提高基波电压幅值的目的。本文对所提出的方法进行了仿真研究。仿真结果证明该方法所产生的死区消除SVPWM控制序列与常规控制策略相比不仅能有效地消除死区影响,还能明显减小逆变器输出波形的总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion,THD)和基波电压幅值。     

一种低并网谐波电流的链式逆变装置

设计了一种使用LC滤波的高频隔离型逆变装置。该逆变装置具有电池侧与电网侧电气隔离、零电压(ZVS)开通、并网电流谐波小等特点。对装置并网逆变侧进行了详细地分析,通过数学模型的建立、控制器设计及算法仿真,给出了一种可以很好抑制并网电流谐波的控制方法。最后,搭建了220 V/20 A输入,220 V输出5 kW样机,实验结果验证了理论分析的正确性与可行性。     

基于多电平控制的高压大功率变频器研究

分析了一种基于多电平控制的高压变频器拓扑结构,通过采用带中间抽头的输出变压器,完成三电平逆变模块的串、并联连接,从而实现变频器高压、大电流的多电平输出。同时,采用优化输出电压波形的控制方法,有效抑制了输出电压的特定谐波,因此该结构的变频器适用于对变频器输出谐波敏感的大功率负载。     

新能源逆变系统中VSG控制时随机激励的谐波抑制研究

虚拟同步发电机通过模拟同步发电机的外特性，为系统提供惯量及阻尼支撑，使逆变系统能安全稳定运行。由于新能源逆变系统中非线性负荷的存在，系统的输出谐波受到污染，影响输出的电能质量。为优化系统输出，本文结合VSG控制算法,在有噪声的系统PWM调制波中引入一个随机激励，再和载波比较而生成驱动信号。通过电压功率谱密度对其谐波分布情况进行分析。仿真结果显示，采用随机激励的方法对VSG逆变器的输出电压波形有一定程度的改善，与引入随机激励前相比，输出的A、B、C三相电压的总谐波因素（THD）分别降低了11.32%、11.60%和11.42%，表明了本方法的合理性及有效性并适用于工程应用中。     

一种基于导抗变换器理论的光伏并网逆变器的研究

详细分析了导抗变换器的基本理论,对比分析了各种用于新能源发电的高频链周波变换器的结构及控制策略,结合导抗变换器的恒流特性和高频链逆变技术,应用于光伏并网发电系统中。由于导抗变换器仅输出、输入电压成正比的电流,故输出电流不受电网电压的影响。负载电压变化时,系统无需电流负反馈环节也可实现馈入电网电流功率因数近似为1,不仅提高了系统输出电流的稳定性,降低了电流波形的谐波含量,同时也实现了装置小型化。最后,仿真结果证明了该方案的可行性。     

多电平PWM逆变电路谐波分析与输出滤波器设计

在中压大容量变频驱动装置中，为解决电力电子器件耐压问题，基于PWM控制的多电平逆变技术得到广泛应用。这种中压变频器输出电压为多电平PWM脉冲波形，目前对其谐波还没有完善的理论分析。为避免高次谐波对电机的影响，有些用户要求为变频器设置输出滤波器。由于中压变频器容量较大，为滤波器设计带来一些新的问题。该文在大量仿真数据的基础上，总结出多电平PWM波形的谐波特点，为滤波器设计提供了理论依据。以此为基础，综合考虑基波压降、有功损耗、电流谐波和谐振等问题，推导出适合于中压大功率变频器输出5滤波器参数选取的简化公式，并通过实验予以验证。     

无死区的特定谐波消除PWM控制策略的研究

特定谐波消除PWM控制策略是通过控制开关点的位置,消除特定次数的谐波,达到减少输出电压中谐波含量的目的。然而,加入死区时间,改变了开关时刻,影响了谐波消除的效果。因此提出了一种无死区的特定谐波消除PWM控制策略,优化输出波形,并利用Matlab/Simulink对所提的控制策略进行仿真,验证了控制方法的正确性。     

交-交变频器谐波消除方法的探讨

随着电力电子技术的发展,交-交变频器的应用愈加广泛。在交-交变频器输出的电压波形中含有大量的谐波,为有效地消除谐波的不利影响,采用余弦交点法控制的交-交变频器,通过对输出电压波形的基本结构进行分析,找出谐波的内在规律,提出了谐波同步消除方法,谐波同步消除方法属于有源滤波,利用其特有的谐波分析方法控制谐波电源的输出补偿电压,补偿电压与谐波同时产生,相位相反,从而达到滤波的目的。与现有的其它方法相比,其算法简单、效果明显,更加适用于输出电压频率频繁变化的场合,即使在变频器直流输出时,也可达到明显的滤波效果。     

一种改善逆变器输出波形的新方法研究

提出了一种利用Delta逆变技术对中频逆变电源进行补偿以获得高品质正弦波的新方法.以并联补偿为例对Delta逆变器的补偿原理进行理论分析,该方法对电压型逆变器中死区等固有因素引起的输出波形畸变具有很好的补偿作用.建立了基于Matlab/Simulink的模型对系统进行了仿真.在分析和仿真的基础上设计了基于DSP的中频逆变器补偿系统的实验装置.实现了Delta补偿逆变器的控制系统和主电路.实验结果证明以Delta补偿逆变器作为补偿装置,能有效的改善主逆变器的输出波形,大大降低了输出正弦波电压的畸变率,减少了谐波含量.     

小型离网风力发电系统逆变器控制研究

针对风力发电系统受环境影响较大,如风速变化影响导致发电机输出电压的不稳定与系统启动瞬间及负载突变对电能影响,进而破坏用电设备的问题,重复控制具有静态性能佳,而PI控制有动态性能好的优点,采用重复+PI控制策略,解决逆变直流侧电压波动、系统启动瞬间、负载突变引起的电压波形畸变,提高系统的动、静态性能,减少电压谐波含量,进而改善输出电能质量.通过仿真验证控制策略的优越性,明显改善输出电能的质量,使电压谐波控制在1.5%内.     

矩阵变换器的谐波注入PWM控制策略

在矩阵变换器间接变换法等效的交直和直交2个虚拟的环节上,分别采用不控整流和谐波注入PWM(HIPWM)2种简单易实现的调制方式。在三相输入电压是对称或非对称的情况下,虚拟整流环节输出的是直流波动电压,为消除此直流波动电压对虚拟逆变环节HIPWM输出的电压波形的影响,利用开关函数概念推导了对HIPWM的调制波进行补偿的补偿函数,此控制策略的硬件实现电路非常简单。应用MATLAB/Simulink进行了仿真,仿真结果表明:应用HIPWM控制策略,矩阵变换器的电压增益能够达到理论最大值0.866,输出电压中不含低次谐波,验证了所提控制算法的正确性和有效性。     

双极型光伏并网系统逆变器故障分析

建立了双极型的光伏并网仿真模型,采用基于电导增量法的最大功率跟踪控制,并网控制通过采集电网电压参数和逆变输出电流电压参数在逆变控制电路中通过PI调节实现.实现了逆变器输出的电压和电网侧电压的同频同相.对单、双重逆变器典型故障的波形进行了分析,双重逆变器改善了输出波形,更利于电网.