大功率并联电流源变流器五电平特定谐波消除法

随着电压和功率等级的不断提高,并联电流源拓扑被广泛应用于中压大功率电流源系统的扩容.为解决并联电流源系统中直流桥臂电流不均衡和共模电压过高这2个问题,提出了一种应用于大功率并联电流源的五电平特定谐波消除(5L-SHE)调制方法,同时实现了直流桥臂电流的均衡控制和共模电压的抑制,并且保证了在较低开关频率下并网电流的电能质...     

NPC逆变器特定谐波组消除法

针对传统特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)中所得触发角与调制比的非线性关系以及非线性超越方程组的困难求解,指出了SHEPWM中非线性超越方程组解的几何意义.基于此,设计了基于脉宽的谐波消除方法,仅需引入一个变量便可对任一次及其整数倍次的一组谐波进行消除.以5次组谐波和3次谐波消除为例,介绍了该方法在多个谐波消除中的应...     

基于虚拟阻抗的电流源光伏逆变器谐波补偿法

提出了一种新型的低开关频率下,基于虚拟阻抗的并联电流源光伏并网逆变器特定谐波补偿的控制策略。建立了并联电流源光伏并网逆变器模型,分析了影响并网电流谐波的因素,对特定谐波消除法(SHE)的脉宽调制(PWM)波形进行修改,推导了如何利用逆变桥输出电流特定谐波补偿电网电压特定谐波对并网电流的影响。仿真结果验证了本方案可以很好地补偿电网谐波对并网电流的影响,改善并网电流谐波性能。     

基于电流源逆变器消除谐波的算法研究与应用

对电流源型逆变器（CSI）的谐波消除技术（SHE—PWM）进行了分析和研究。针对电流源逆变器在求解非线性超越方程组时存在初始值选定困难的问题,通过数学推导提出了利用梯形调制法（TPWM）选择牛顿迭代法（Newton—Raphson method）初始值的方法。利用数学计算得出此方法可以加快数据收敛,有效地提高电流源逆变器非线性超越方程组的求解速度。最后通过对此方法进行了软件仿真和实验,仿真和验证结果证实此方法的正确性。     

基于FPGA的逆变器特定谐波消除算法实现

介绍了特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)技术的基本原理,建立SHEPWM的数学模型,研究了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的脉冲生成方法及不同载波比之间的切换条件。最后通过仿真和实验分析验证了其可行性和有效性。     

基于无源控制的并网逆变器特定次谐波电流抑制方法

分布式新能源发电多并接于较弱的配电网,该地区电网电压谐波含量大。受电网电压谐波与开关特性的影响,并网逆变器的电流容易发生畸变现象,影响系统稳定性。为此,文中针对三相并网逆变器提出一种基于无源控制的特定次谐波电流抑制方法。首先建立三相并网逆变器的欧拉-拉格朗日(Euler-Lagrange, EL)数学模型,并设计电流环无源控制器;然后结合多重参考系(multiple reference frame, MRF)方法引入误差电压补偿环路,对谐波电流进行独立控制;最后搭建系统仿真模型,并与传统比例积分(proportional integral, PI)控制和无源控制进行对比仿真研究。仿真结果表明,所提控制方法在具有无源控制优点的同时能够有效抑制三相并网逆变器的谐波电流,提高并网电流的电能质量,降低滤波器的设计要求,提高并网逆变器的弱电网适应能力。     

光伏并网逆变器的谐波电流测量

正1 谐波电流的测量NB/T 32004—2013《光伏发电并网逆变器技术规范》不仅对谐波电流含量IH限值做了要求,且对谐波电流含有率THDi限值做了相关规定:逆变器运行时,注入电网的谐波电流THDi限值为5%。GB/T 14549—1993《电能质量公用电网谐波》和GB/T 19964—2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》仅对谐波电流含量限值做了规定。     

电流源光伏逆变器与电压源光伏逆变器的比较研究

对比研究了单级式电流源逆变器与传统的两级式Boost升压电路电压源逆变器光伏并网系统.通过对两种系统在交直流输出特性、功率损耗方面的理论分析和电路试验对比分析,阐述了两者的优缺点,并得出一些新的分析结果.这为相关学术研究提供了进一步讨论的数据,为光伏并网逆变器的选择提供理论和试验依据.     

五电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法

为了提高非线性方程组的求解速度,提出了一种基于"冲量相等、重心重合"原则和直接数值计算的非线性方程组初值求取方法.以12个开关切换点为例,主要研究了五电平逆变器SHEPWM非线性方程组在调制比从1.15到0.01的全范围变化时的求解方法,对每一个M值给出了至少一组数值解.求解过程证明所提初值方法是有效的.论文讨论了随着M值从大到小变化,SHEPWM问题的解及其代表的波形的变化趋势.对选取的典型数值解进行了仿真和实验研究,结果证明所得数值解能够实现基波控制目标并有效消除选定的低频次谐波.     

光伏逆变器并网电流谐波抑制方法

为有效抑制三相光伏并网逆变器的并网电流谐波,提出一种比例复数积分谐波抑制方法。首先,介绍比例复数积分的由来及特性;然后根据其特性,结合PI控制方法提出一种组合谐波抑制方法,给出组合方法的控制框图,分析其稳定性和稳态误差;最后,搭建三相光伏逆变器的Matlab/Simulink仿真模型及实验平台,对理论分析的结果进行了验证。仿真及实验结果证明所提出的组合算法相对于PI控制,能够有效地抑制并网电流的低次谐波,减小稳态误差,具有良好的实际应用价值。     

基于FPGA的特定谐波消除法数字实现

提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的特定谐波消除算法（SHEPWM）全数字实现方案。首先,利用计算机辅助设计软件,离线计算稳态时消除特定次谐波的开关角,并得到0.055~1.155范围内的调制度与开关角的关系曲线。采用3次多项式对调制度-开关角曲线进行分段线性拟合,计算出拟合系数,并将其存入FPGA的逻辑单元中。在矢量控制中,通过控制环得到参考电压矢量的幅值与相位,由幅值与直流母线电压计算调制度,并通过拟合系数实时计算出开关角,判断参考电压矢量相位所处的开关角区间,并输出相应的开关状态。实验结果证明了方案的有效性。     

光伏并网逆变器谐波特性分析与谐波电流抑制

考虑光伏并网逆变器功率器件的死区效应和非理想开关特性,分析基于双极性正弦脉冲宽度调制三相逆变器输出电压的谐波特性,推导计及功率器件死区效应与开通关断延时的逆变器输出误差电压定量计算公式,建立包含逆变器输出误差电压的两相静止坐标系下三相LCL型并网逆变器的受控电流源等效电路模型,提出基于光伏并网逆变器功率控制的虚拟阻抗控制器设计方法,以抑制谐波电流并确保光伏逆变器最大功率输出。Matlab/Simulink仿真表明并联的虚拟阻抗控制可有效抑制谐波电流。     

基于谐波注入法的级联型逆变器谐波消除研究

为了减小H桥级联多电平逆变器输出电压波形中的低次谐波含量,对通过控制各H桥开关角实现级联逆变器谐波消除的方法进行了深入研究。针对解方程组消除特定谐波中高次多变量方程组难于求解的问题,提出一种基于谐波注入法消除谐波的方法。其以等面积法和谐波注入为基础,利用该方法,不论多少阶梯电压波形,仅需解几个简单的方程和进行数次迭代就可以有效减小各次谐波。最后在五H桥级联型逆变器上进行仿真与实验研究,结果验证了本文所提方法的正确性。     

三电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法的研究

特定谐波消除SHEPWM，通过开关时刻的优化选择，消除选定的低频次谐波，具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等一系列显著优点，所以受到人们的普遍关注。该文首先针对1／4周期对称的脉宽调制波形，研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法，提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法，使得求解非线性方程组的速度明显加快；根据非线性方程组的数值解，用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究；用小功率MOSFET管构成二极管箝位三电平逆变器实验电路模型，以双DSP中压变频控制平台为控制器，对三电平SHEPWM方法进行实验研究。仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点。     

四桥臂三相逆变器的特定谐波消除控制

提出了四桥臂三相逆变器的特定谐波消除控制(selected harmonic elimination ，SHE)方案。传统的SHE思想利用傅里叶分析建立消除低次谐波的方程，在单相逆变器和三桥臂三相逆变器中得到较广的应用，该文将SHE思想扩展应用于四桥臂三相逆变器中。4个桥臂开关管的控制脉冲产生思路为：①逆变器的3个桥臂采用SHE技术消除6k±1次谐波(其中k为1、2、3 …)；②通过第四桥臂产生和其余3个桥臂产生的3k次谐波相抵消的低次谐波。此方法消除了四桥臂逆变桥产生的所有低次谐波，输出电压总谐波含量(hTHD)小，开关频率低，适用于中大功率中高频输出的应用场合。采用本控制方法的四桥臂三相逆变器还具有不平衡负载下相电压不平衡度小、输入直流电压利用率高等优点。仿真研究和实验结果验证了理论分析结论。该文的拓展型SHE控制思想还可以扩展应用于M桥臂M-1相输出的场合。     

光伏逆变器基于H5桥的谐波电流改善分析

介绍了光伏逆变器电流谐波对电网的影响,并从电网电压谐波污染、直流母线谐波、死区效应等3方面阐述了光伏逆变器输出谐波产生的来源。同时介绍了光伏逆变器H5桥拓扑结构、双闭环控制方法及脉宽调制(PWM)谐波分析。在此基础上,详细介绍了死区效应产生谐波电流的原理、如何采用死区补偿的方法抑制谐波电流、直流母线电压谐波成分分析及直流母线谐波抑制方法。并通过实验测试对比数据,验证了死区补偿方法和直流母线谐波抑制方法对光伏逆变器输出电流谐波含量有很明显的改善作用。     

特定谐波消除法在T型三电平并网逆变器中的应用

特定谐波消除法(SHEPWM)具有等效开关频率低、输出电压质量好及损耗小等优点,本文介绍了应用于T型三电平并网逆变器的特定谐波消除法调制方法;分析了开关角个数的选取原则及求解方法,对控制环路的实现和设计方法进行了介绍。在此基础上,比较了特定谐波消除法与空间矢量调制(SVPWM)两种调制方式对逆变器并网电流谐波和效率的影响,对电网谐波对并网电能质量的影响进行了探讨,并在10 kW T型三电平并网逆变平台上进行了实验验证。     

单相特定谐波消除脉宽调制高频逆变器的死区补偿策略

由于死区时间的设置,开关管不能以理想时刻开断,导致逆变器输出波形发生畸变。为改善波形,需要进行死区补偿。以提前关断方式为例,深入分析高频逆变器在消除特定谐波脉冲宽度调制控制时,死区对特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)波的影响,给出了基波幅值和总谐波畸变率随死区时间的变化曲线。提出在正半周期内只对开关管S2和S3的触发脉冲设置死区,在负半周内只对S1和S4的触发脉冲设置死区的死区补偿策略,详细分析死区补偿阶段开关管及相应续流二极管的电流的工作状态。以功率MOSFET为例分析开关管的开通关断过程,并给出了死区时间设置的经验公式。最后,搭建仿真模型和硬件平台对所提死区补偿策略进行仿真和实验,结果表明该死区补偿策略有效缓解了由于死区所造成的波形畸变。     

适用于三电平逆变器的特定谐波消除脉宽调制方法

特定谐波消除脉宽调制方法SHEPWM近来受到人们的普遍关注，其通过开关时刻的优化选择，消除选定的低次谐波，具有波形质量高、效率高、直流电压利用率高、直流侧滤波器尺寸小等一系列显著优点。本文首先针对1/4周期对称的脉宽调制波形，研究了三电平SHEPWM非线性方程组的求法，提出了以三角载波法生成非线性方程组初值的方法，使得求解非线性方程组的速度明显加快；根据非线性方程组的数值解，用POWERSIM电力电子专用仿真软件对三电平SHEPWM进行了仿真研究；用小功率MOSFET管构成二极管箝位三电平逆变器实验电路模型，以双DSP中压变频控制平台为控制器，对三电平SHEPWM方法进行实验研究。仿真和实验结果证实了SHEPWM的谐波消除效果和SHEPWM方法所具有的一系列显著优点。     

级联多电平逆变器全调制比的特定谐波消除

级联多电平逆变器采用阶梯波调制策略虽然能够产生所需要的基波电压而又不产生低次谐波,但该方法只能在很高的调制比下才能应用,而在中低调制比下不存在具有实际意义的解.为了解决这个调制宽度问题,提出了用多段调制模式的办法来计算级联多电平逆变器的开关角度.本文中利用四段式的方法证明了在中低调制比下,具有实际意义的开关角度仍然存在.针对特定消谐方程组的求解,本文提出一种高效的同伦迭代计算方法,通过将非线性方程组转化为偏微分方程组,然后采用龙格库塔法对其进行求解,最后将该值作为迭代算法的初值继续计算即可求得.对比其他的迭代法,该方法具有很宽的收敛范围.实验结果证明了这种多段式调制模式以及同伦迭代算法的可行性和正确性.