基于三电平DPWMA的五电平低共模电压调制及其载波实现

有源箝位五电平逆变器已逐步运用到大功率光伏并网逆变器中,该文针对其共模电压问题,在三电平断续调制的基础上提出一种五电平低共模电压调制策略。选取五电平空间矢量图中共模电压幅值最小的冗余矢量合成参考矢量,实现全线性工作区内抑制共模电压幅值为直流母线总电压的1/12。根据此矢量思想,提出一种基于零序电压注入的载波实现方法,该方法无需进行复杂的扇区判断和几何运算,易于工程实现。该矢量思想和载波方法极易推广到更多电平的系统中。仿真和实验结果证明调制策略的正确性和可行性。     

NNPC四电平逆变器共模电压抑制技术研究

针对嵌套式中点钳位NNPC四电平逆变器提出一种减小共模电压的载波调制策略。与传统四电平正弦脉宽调制(SPWM)相比,提出的调制策略只采用2个三角载波可将共模电压减小到直流母线电压的1/18,同时具有电容电压平衡能力。最后对传统调制方案和该文提出的调制方案进行稳态和暂态测试,结果验证提出的方案的有效性。     

新能源并网三电平逆变器并联系统中点电位平衡及环流抑制

虽然三电平并网逆变器并联系统可以提高功率等级,但存在中点电位不平衡及零序环流问题。文章在分析中点电位波动及零序环流产生机理的基础上,提出了基于双调制波载波脉宽调制(DWMPWM)配合零序环流控制器的综合调制算法。通过PI闭环控制零序环流,将所得到的偏置量注入到调制波之中,并将每相调制波进行正负分解得到两组调制波,增加了零状态占空比的调节自由度,解决了零序环流问题和高调制度及任意功率因数范围内的中点电位不平衡问题;无须进行空间矢量调制(SVPWM)的复杂矢量计算,算法更为简单。在Simulink和RTDS中分别搭建了仿真模型,仿真结果表明,采取双调制波载波配合环流控制器综合调制算法,可以快速地使中点电位趋于平衡,有效抑制零序环流。文章所提算法可用于解决高电压、大功率新能源并网三电平逆变器并联系统中点电位平衡问题及零序环流问题。     

基于功率平衡算法的NPC三电平变换器 中点电压控制

分析了中点钳位型三电平变换器的中点电压数学模型,推导出三相功率与零序电压的传递函数。提出一种新型的注入零序电压控制方案,该方案通过控制中点处的零序总功率为0,来实现中点电压的平衡控制。具体方案是,通过计算中点处的三相功率偏差,经PI调节器输出零序电压调制波,经过3 s/2 r坐标变换,叠加至三相基波调制波,并采用SVPWM调制算法实现。仿真显示,方案能够实现中点电压的平衡控制,具有较好的动态响应。     

Z源型单相全桥中点钳位逆变器研究

为了克服传统多电平逆变器不能升降压的缺点,将Z源阻抗网络引入传统单相全桥中点钳位型(NPC)逆变器。通过对Z源型单相全桥NPC逆变器工作原理的详细分析,采用单相多电平空间矢量调制方法,将直通状态导入冗余矢量,对冗余矢量进行合理组合后可实现逆变器的中点电位自平衡和升降压输出。在理论分析的基础上,对Z源型单相全桥NPC逆变器进行仿真和实验,结果证明了拓扑结构的优越性及调制策略的可行性。     

T型三电平逆变器模型预测多目标优化控制方法

该文建立T型三电平逆变器的主电路数学模型,研究一种T型三电平逆变器模型预测多目标优化控制方法,主要包含输出电压控制和中点电位平衡的控制:首先对负载电压电流进行采样,用采样值计算出输出电压预测值,得到使预测电压与参考电压之间的误差最小的开关状态,同时测量直流母线中点电流,得到中点电位的偏差值,根据此开关状态下对应的直流侧电容充放电情况,优化选择使中点电位偏差值减小的开关状态,在下一个采样周期作用于逆变器,从而实现输出电压控制和中点电位平衡控制。最后通过Matlab/Simulink仿真和实验进行验证,仿真和实验结果表明,该方法可很好地实现输出电压控制和中点电位平衡控制,且具有原理简单、易于数字化实现的特点。     

一种基于模型预测控制的T型三电平逆变器中点电位平衡控制方法

中点电位的平衡控制是T型三电平光伏并网逆变器系统首要解决的问题。本文建立了T型三电平逆变器的主电路数学模型及负载模型,并分析了中点电位不平衡的主要原因,在传统预测电流控制方法的基础上,研究了一种基于模型预测控制的中点电位平衡控制方法:首先对负载电流进行采样,用采样值计算出预测值,同时检测直流母线中点电流,得到中点电位的偏差值;然后优化由预测电流与参考电流之间的平方误差及中点电位的偏差值构成的性能指标函数,选择使性能指标函数最小的开关状态,在下一个采样周期作用于逆变器,从而实现中点电位的平衡控制。最后采用Matlab/Simulink进行仿真验证,仿真结果表明,该方法具有快速的动态响应,实现了中点电位的平衡控制,且输出了高质量的电压波形。     

用于提高发电机-变流器组出口电压的新型风电变流器及其特性分析北大核心CSCD

文章提出一种新型中低压混合拓扑的风电变流器,该变流器机侧采用两电平变流器级联,网侧采用三电平变流器,提高了网侧变流器电压等级,减少了电缆的数量。首先对新型风电变流器的电压特性进行Simulink仿真验证,表明新拓扑结构不需要提升发电机绝缘要求;然后,对网侧变流器中点电位平衡进行了分析,并提出了一种改进的虚拟空间矢量调制策略,该策略能够在较高调制度下实现中点电位平衡,并通过RTLAB硬件在环实验验证了其中点电位平衡能力;最后,对新型风电变流器的效率与成本进行了分析,指出同功率等级下,新型风电变流器较低压并联型风电变流器有显著的效率与成本优势。     

新能源储能逆变器共模电压降低方法

传统新能源储能逆变器共模电压降低方法的电压波纹明显,动态响应速度过慢,为了解决上述问题,提出了一种新的新能源储能逆变器共模电压降低方法.结合峰值电压以及零状态持续时间,设计脉冲宽度调制控制策略以实现共模电压脉冲调制方式,设定集成电路中的电压为直流电压,使电压矢量根据脉冲序列的上升而下降,三相上管关断,下管导通,完成新能...     

一种基于Z源三电平逆变器的SVPWM算法研究

采用单Z源逆变器结构可以实现逆变器输出电压的升高。提出一种基于三电平单Z源逆变器的空间矢量脉宽调制策略,在矢量区域判断、发生顺序确定、合成时间计算的的基础上,阐述了直通矢量的插入策略。通过插入适当的直通矢量,实现了输出电压的升高,得到具有良好伏秒特性的逆变器输出波形。通过仿真分析,验证了相应理论控制算法的正确性。     

电压源逆变器模型预测共模电压尖峰抑制方法

模型预测控制可用于实现电压源逆变器的共模电压抑制,然而,死区会导致共模电压产生±udc/2的电压尖峰。针对该问题,详细分析共模电压尖峰的产生机理,并总结出所有会产生共模电压尖峰的电压矢量切换组合。基于该分析结果,提出一种改进的电压源逆变器模型预测共模电压尖峰抑制方法。该方法首先将三相电流划分为7个扇区,以解决电流过零点难以判断的问题,并根据电流扇区设计不同的电压矢量预选方法,以消除死区的影响。其次,还分析电流一拍滞后对共模电压尖峰的影响,并进一步设计了延时补偿策略。仿真和实验结果表明,所提方法可完全消除共模电压尖峰,将共模电压完全限制在±udc/6之间,并可减小电流的总谐波畸变率。     

混合级联H桥逆变器的倍频调制及功率平衡方法

为消除电流倒灌问题和实现倍频调制,提出一种电压比为1∶1∶2∶2的混合级联H桥十三电平逆变器拓扑和一种混合载波移相调制方法。同时,为解决逆变器中高压单元的功率平衡问题,还给出一种基于逻辑运算的功率平衡方法。仿真和实验结果表明:该文所提混合载波移相调制方法可使该混合级联H桥逆变器具有4倍频特性和保证高压单元工作在基波频率,并且经过功率平衡控制后还可实现逆变器中高压单元之间的功率平衡。     

用于三相级联STATCOM的电压前馈空间矢量调制策略

针对H桥级联型STATCOM的直流电压平衡控制的问题,提出了一种适用于三相级联型STATCOM的基于直流电压前馈的空间矢量调制策略。该调制方法在输出电压矢量合成中根据各单元直流电压和输出电流的方向调整开关矢量组合。既能实现高质量的波形输出,又能自动抑制级联单元的直流电压不平衡,降低了控制器的算法复杂度;最后通过仿真验证了该策略的可行性。     

基于电流矢量的三电平逆变器死区补偿策略

为避免直流侧电容的直通,需在功率器件驱动信号上载入必要的死区时间,但随之导致电压电流的畸变。针对上述问题,对三电平逆变器的死区效应展开理论分析,提出一种基于电流矢量的三电平逆变器死区补偿策略。通过分析三电平逆变器的开关切换序列和换向过程,得出在不同电流极性情况下的误差电压矢量。为解决传统策略需检测电流的弊端,研究根据电流幅值自适应设置死区时间,由此补偿矢量可转换为d-q坐标系下的直流分量,跟随电流矢量进行同步旋转。该策略可避免因各种扰动导致的电流过零时的误补偿,并有效改善电流波形。最后,通过基于TMS320F28335控制器的三电平逆变器实验样机,验证所提控制策略的正确性和有效性。     

不平衡电网电压下T型三电平光伏并网逆变器的有限集模型预测控制

为实现电网电压不平衡时对T型三电平光伏并网系统输出功率和电流质量的控制,以达到入网功率平稳或电流正弦为控制目标,结合光伏阵列输出功率前馈,在两相静止坐标系下提出一种直流母线电压外环PI控制、并网电流内环有限集模型预测控制的控制策略,并在电压外环中引入2倍频陷波器以获得平滑的入网功率参考值。仿真结果表明:当电网电压不对称时,采用所提控制策略能够实现对入网有功、无功功率2倍频脉动及负序电流的分别抑制或协调控制,且并网电流谐波畸变小、入网电能质量高,同时实现T型三电平逆变器的中点电位平衡。     

一种非隔离中点钳位光伏并网逆变器及其调制策略

提出一种改进型全桥并网逆变器,通过交流解耦单元实现在续流阶段光伏侧与电网侧隔离,并通过双向钳位电路将共模电压钳位为直流母线电压的一半,保证共模电压恒定,从而抑制共模漏电流。给出所提逆变器的工作原理、调制策略以及钳位电路,并将该逆变拓扑与已有典型拓扑进行比较分析,最后对所提逆变器进行仿真和实验验证。     

级联H桥光伏并网逆变器的无锁相环控制策略

级联H桥光伏并网系统采用多电平调制方法和各模块独立的MPPT控制,具有较高的效率,但是系统控制性能受锁相环影响较大,当电网电压畸变时锁相环的测量准确度会受到严重影响,使系统控制性能下降,尤其是在功率不平衡的情况下会出现过调制,导致系统不稳定。为此,提出一种应用在级联H桥光伏并网逆变器的无锁相环控制策略。该策略在基于无功补偿的级联H桥光伏并网逆变器控制策略的基础上,采用电网电压基波同步信号算法,在电网电压畸变时无需锁相环即可获取与电网电压基波同频同相的正、余弦信号,较好地满足了系统在功率平衡、功率不平衡2种工作状态下的控制要求。仿真结果和实验结果都验证了所提控制策略的有效性。     

RESEARCH ON A NOVEL FIVE LEVEL CONVERTER BASED ON SUPER CAPACITORS

提出一种基于超级电容的五电平变流器拓扑,分析了变流器的运行工况和电容电压控制算法,采用基于脉冲宽度给出变流器输出电压的谐波特征,提出相应的调制策略.实验结果表明,变流可实现五电平输出,存储回馈的电能,提高系统的电压和容量.该文提出的调制算法可显著提高输出电压的波形质量,实现对电容电压的平衡控制.     

基于虚拟三相算法的微网三相逆变器控制

针对微电网中非隔离型三电平三相三桥臂逆变器采用传统矢量控制时并网电流总谐波畸变（total harmonic distortion, THD）和离网时输出电压THD较高、微网缺相故障时无法运行的问题,提出了基于虚拟三相算法的微电网三相逆变器控制。该控制采用基于一阶惯性环节的虚拟三相算法,对逆变器控制所需的电压、电流每一相采样值构造成虚拟的三相对称矢量,并使用所得的虚拟三相矢量进行矢量控制。该控制将逆变器的三相控制分解成为独立的三个单相控制,可在微网缺相时正常运行,基于虚拟三相矢量每个单相控制可实现矢量控制并获得矢量控制带来的高控制精度和快速响应速度,从而减小逆变器并网/离网运行模式时输出电流/电压的THD。采用MATLAB/ Simulink数字仿真软件进行了该控制方法实际效果的仿真试验,结果验证了该控制方法的有效性。     

并联光伏逆变器间直流侧共模电压分析

建立逆变器并联系统模型,揭示直流侧共模电压和漏电流产生原因。根据PWM脉冲产生机理以及数字实现特点,从不同调制方式脉冲规律出发,提出一种并联逆变器直流侧共模电压谐波分析新算法。该算法过程清晰,易于实现。最后,在Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,仿真结果验证所提出算法的准确性,并利用该算法得到各次谐波幅值随参数变化的规律,为进一步分析提供重要的指导依据。