电力电子变压器研发与控制关键技术

正电力电子变压器(power electronic transformer,PET),又称固态变压器(solid state transformer,SST),是一种结合了电力电子变换技术和传统电磁感应电能变换技术的新型智能变压器,可实现不同电力特征电能间的相互转换。除具备传统交流变压器功能外,PET还可实现交流侧无功功率补偿、谐波治理、新能源/储能设备直流接入,端口间故障隔离等功能,在可控性、灵活性和兼容性方面具有明显的优势。伴随着能源互联     

基于并联变压器的新型有源电力滤波器控制策略

提出了一种由并联变压器和电压源型逆变器组成的新型有源电力滤波器控制策略。具体方法：将变压器一次绕组与谐波源并联,检测变压器一次侧基波电压作为指令信号,控制电压源型逆变器的输出电压加在变压器的二次侧,当逆变器输出电压与变压器一次侧基波电压满足一定条件时,对基波分量而言,有源电力滤波器等效为一个可调电抗以补偿无功;对谐波分量而言,有源电力滤波器等效为变压器漏抗,从而疏导谐波流入变压器一次绕组。最后的仿真结果验证了该策略的可行性。     

逆变器并联控制技术研究

本文研究了无输出隔离变压器的逆变器并联系统环流特性及其并联控制实现。在确定双闭环控制逆变器闭环传递函数并了解其等效输出阻抗特性的基础上,建立了基于等效输出阻抗的并联系统模型分析其环流特性,并提出了一种新的基于有功功率和无功功率的逆变器并联控制方案,最后通过实验验证了逆变器并联控制方案的可行性。     

可分离变压器实现的非接触电能传输系统研究

传统电能传输主要通过导线直接接触进行，在一般环境下这种方式合理有效，被广泛采用。但在一些特殊环境，如易燃易爆场合和水下系统，这种电能传输方式的安全性难以得到保证。非接触电能传输系统利用电磁感应耦合技术与电力电子技术．避免了传统电能传输方式裸露导体的存在和接触火花的产生，实现了电能的安全传输。研究了一种采用可分离变压器传输能量的非接触电能传输系统。通过分析可分离变压器的工作特性，得出影响传输功率的几个因素，并给出了采用串联谐振式逆变器和可分离变压器优化绕法的实验结果。     

大功率光伏逆变器升压变压器的设计与应用

本文分析了光伏逆变器用升压变压器在实际运行中受并网电能质量的影响,并针对谐波电流的影响给出了损耗增加的公式,通过实际小容量变压器进行了验证,证实了光伏逆变器用升压变压器与普通电力变压器的区别。并针对变压器的连接组别进行了分析,确定合理的Yd-11连接组别。     

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。     

采用非接触方式实现电能传输系统的研究

非接触式电能传输是一种利用电磁感应耦合技术、电力电子技术和现代控制技术实现的电源侧与负载侧完全分离的电能传输技术,它避免了传统电能传输方式中裸露导体的存在和接触火花的产生,克服了传统电能传输方式在一些特殊环境如易燃易爆、水下等场合存在的弊端,实现了电能安全可靠地传送.研究了一种采用可分离变压器传输能量的非接触式电能传输系统.通过对可分离变压器的分析,找出了影响传输功率的几个因数,并提出了一种次级线圈并联补偿电容的简单选择方法.文章最后给出了实验结果.     

200kW/400kHz固态高频感应加热电源

随着大功率半导体器件的发展,固态高频电源在容量和频率两方面都得到很大提高,除在一些特殊应用领域(如高频介质加热等行业)外,固态高频电源完全能取代电子管高频电源,而成为新一代感应加热电源的代表。本文以MOSFET作为逆变器的开关器件,以多管并联的方式开发出容量为50kW的单桥,然后以逆变桥并联的方式研制出200kW/400kHz的逆变器。设计了特殊的大功率驱动电路,实现了对器件多管并联的可靠驱动。采用PI控制的锁相环(PhaseLockedLoop,PLL)方法,实现了对负载频率的准确跟踪和对逆变状态的可靠控制,保证了逆变器的安全。采用高频变压器实现负载阻抗的匹配,不仅保证了逆变器的高输出功率,而且实现了逆变器之间的均流。     

三相组合式软开关逆变器的仿真研究

有必要研究新的三相逆变器拓扑,实现无输出变压器和功率器件软开关,发展逆变电源的三相独立控制技术。本文研究了两种新型组合式软开关三相逆变器拓扑,讨论了三相逆变器的模块化实现和不对称负载特性,给出了仿真波形。     

逆变器并联运行中的均流技术

对逆变器的并联运行技术进行了理论分析,论述了环流的产生过程,并详细介绍了逆变器并联运行的几种均流方法,同时指出逆变器并联技术发展的趋势。     

组合式三相逆变器并联控制技术研究

为减小逆变器并联系统中的环流,此处分析了一种无功闭环调压、有功闭环调相控制策略.建立了两台组合式三相逆变器并联系统的数学模型,基于逆变器输出有功和无功的表达式,在频域中设计了两个控制器的参数,建立了两台10 kVA原理样机,实验结果表明该并联控制策略可有效地抑制环流.该三相逆变器拓扑及并联控制技术可推广应用到大功率逆变...     

弱电网下并联逆变器稳定性及电能质量治理研究

在新能源发电系统中,逆变器通过并联接入电网,扩大了并网容量,此外由于电网阻抗的存在,降低了逆变器的稳定性,也加大了逆变器对负载中电能质量治理难度。文中对一种弱电网下并联逆变器治理负载中电能质量的问题进行了研究,首先以H∞+电压前馈作为电流内环控制策略,分析了弱电网下单台及多台并联逆变器的稳定性能,采用了前馈通道串联复数滤波器及前向通道串联超前校正环节的复合策略提高逆变器的稳定性;其次利用电流检测算法分离负载中的不平衡、谐波及无功电流,实现并联逆变器对不平衡、非线性及无功等负载引起的电能质量问题的治理。通过Simulink仿真实验,结果表明在弱电网条件下利用并联逆变器能够对多种负载的电能质量问题进行治理。     

基于DSP控制的多输出串并联组合式逆变器

分布式发电系统是现在研究的一个热点，逆变器是其中的一个重要组成部分。目前世界上各个国家的电网电压规格较多，因此研制出适合于多个国家电网电压的逆变器将成为未来发展的一种趋势。本文提出了一种多输出串并联组合式逆变器，详细阐述了逆变器的工作原理，分析了串联和并联两种运行模式对系统稳定性及相对稳定性的影响，并以一台1000VA基于DSP控制的串并联双降压式半桥逆变器进行了实验验证。实验结果表明该串并组合式逆变器具有很好的输出功率均分度。     

配电系统固态变压器拓扑综述

正2010年,固态变压器被美国麻省理工学院(MIT)评为10个新型技术之一。固态变压器是一种结合了电力电子变换器和高频变压器而构成的电能变换装置。固态变压器除了具有传统变压器的电压变换和电气隔离功能外,还具备无功补偿,谐波治理等功能,另外具有功率密度高、可控性好、兼容性强和智能化等特点,可在智能电网,铁路牵引和新能源并网等场合使用。结合新近的研究成果,介绍了相关拓扑结构、工作原理以及各个电路拓扑的性能优缺点。     

1 MHz并联型谐振逆变器锁相环设计号性能分析

提出一种实用的固态兆赫级感应加热电源锁相环设计电路,对其锁相时间、捕捉时间以及系统的稳定性能进行了验证,并利用该电路对并联谐振逆变器进行控制,使得功率MOSFET实现零电流零电压开关。逆变器的工作频率跟踪系统固有谐振频率,使该电源始终运行在负载功率因数近似于1的准谐振状态。     

基于桥臂伏秒积平均反馈的逆变器及其并联系统直流分量抑制EI北大核心CSCD

抑制逆变器及其并联系统直流分量是保证电能质量和系统可靠性的重要要求。该文提出一种基于桥臂伏秒积平均检测和反馈的逆变器单机及其并联系统直流分量抑制方法。基于该方法实现的逆变器直流分量检测不依赖于输出电压和电感电流的采样精度,能够实现各并联逆变器直流分量的独立检测和解耦控制,且无需额外增加或改动硬件。理论分析了所提方案的检测和控制原理,并通过仿真和实验分别验证了所提方案应用于逆变器及其并联系统直流分量抑制的有效性。     

光伏规模化并网的电能质量复合控制策略研究

为了充分发挥并网逆变器结构及功能上的潜在优势,研究将滤波及无功补偿功能融入光伏电站逆变器中,同时实现有功并网、谐波抑制、无功补偿及电压补偿等多功能复用。在研究了逆变器控制策略以及微电网电能质量特性和控制方法后,对光伏电站拓扑结构进行了改进。在此基础上提出了一种基于逆变器动态剩余容量的无功分配策略,对并联逆变器和串联逆变器的控制策略进行详细讨论。运用该控制策略有效地实现了光伏规模化并网的电能质量复合治理,并用PSCAD/EMTDC软件通过实例仿真验证了控制策略的正确性和有效性。     

基于不平衡功率单元并联的光伏并网逆变器研究

提出一种基于不平衡功率单元直接并联技术的1MW并网逆变器拓扑结构,可有效解决大功率逆变器在低功率条件下的效率和电能质量问题。详细论述了基于不平衡功率单元并联的1MW并网逆变器的特点及工作原理,并针对不平衡功率单元并联产生的环流问题,提出了控制策略的解决方案。基于MATLAB软件对并网逆变器进行了仿真验证,仿真结果表明逆变器能够有效提高低功率条件下的效率及电能质量,并抑制不平衡功率单元间的环流。     

组合式交流变换器研究

输入串联、输出并联变换器,能降低变压器输入侧开关管的电压应力和输出侧开关管的电流应力,适用于高输入电压、低输出电压电能变换场合.基于模块化思想,提出了一种输入串联、输出并联组合式电流源高频环节交流变换器,研究了其工作原理和控制策略,此控制策略实现了该变换器的均压均流控制.通过样机实验验证了输入串联、输出并联电流源高频环...     

电力线通信在逆变器无互联线并联中的应用

提出了一种采用电力线通讯的逆变器无互联线并联运行控制方案,即各并联逆变器通过公共低压交流输出母线,以电力线载波通信的方式交换彼此的信息,从而实现负载的有功和无功的有效均分。两台单相逆变器并联试验结果证明了这种无互联线并联运行的有效性和实用性。