光照不均时独立输入串联输出型光伏升压DC-DC变流器组合电平法均压稳流控制

在光伏直流汇集系统中,光伏侧独立输入的DC-DC变流器通过输出侧级联可提升电压等级,但光照不均时,级联DC-DC变流器输出侧存在电压不均衡的问题。在DC-DC变流器级联输出侧设置均压单元可实现输出侧电压均衡,但均压单元的引入会显著增加直流汇集系统的输出电流纹波。为此,提出对均压单元采用移相组合电平法的调制策略,通过控制级联DC-DC变流器均压单元间的电压相移,使级联输出侧电压更接近直流电网电压,进而减小输出电流纹波;之后,引入LC滤波器来滤除级联输出侧的电压尖峰,以保证级联输出侧电压稳定;最后,将所提控制策略应用于光伏直流汇集系统进行仿真。结果表明:该策略能够在实现输出侧电压均衡的同时,有效减小并网电流的纹波。论文研究可为光伏直流汇集系统的稳定运行和功率优化提供一定的理论依据。     

H桥级联多电平变流器的直流母线电压平衡控制策略

H桥级联多电平变流器是一个非线性、多变量、强耦合系统,其中单个功率模块的直流母线电压平衡问题严重影响该类型装置的输出性能,并限制其应用范围。对变流器与系统之间的功率交换模型进行详细的数学推导,得出可以通过控制变流器负序电流、零序电压或负序电压的方式达到控制单相直流电压平衡的控制规律。结合全局平均直流电压控制策略和单模块直流电压控制策略,提出基于正负序电流分离解耦控制的通用三级直流母线电压控制方法,解决了H桥级联多电平变流器的直流母线电压平衡问题,并提高了装置的输出性能。仿真和实验验证了所提直流电压控制策略的有效性和可行性。     

基于级联型错时采样空间矢量调制多电平变流器的APF研究

该文提出并分析了错时采样空间矢量调制(STS—SVM)技术的工作原理及其在级联型多电平变流器上的实现方法。实现的多电平变流器结合了STS—SVM和级联型多电平变流器两者的优点，使用元件数目少、直流侧均压容易实现、易于模块化设计和调试，实验结果验证了理论分析的正确性。最后通过仿真研究了级联型STS-SVM多电平变流器在有源电力滤波器中的应用特点。     

一种基于NPC和H桥混合级联的6kV静止无功发生器EI北大核心CSCD

采用中点钳位型(neutral-point clamped,NPC)三电平功率单元和H桥级联型(cascade H-bridge,CHB)功率单元混合级联构成6kV静止无功发生器,以降低CHB功率单元数。基于构成的混合级联型静止无功发生器(hybridcascade staticvar generator,HC-SVG)拓扑设计调制方法,分析NPC三电平功率单元中点电压,建立NPC三电平功率单元直流电压与HC-SVG调制电压利用率的数学关系,得到NPC三电平功率单元直流电压对HC-SVG调制电压利用率的影响曲线,并与采用两电平功率单元和H桥级联功率单元构成的HC-SVG进行对比,表明基于NPC三电平功率单元的HC-SVG的CHB级联单元数可减少30%。构建HC-SVG的控制方案,并选择6kV/3MvarHC-SVG主电路参数,通过仿真验证HC-SVG的有效性。     

含光伏电源的新型电气化铁道电能质量调节器

针对27.5 kV电气化铁路牵引网中电力机车负荷引起的谐波和无功问题,提出一种基于多个H桥的含光伏电源的新型电能质量调节器。将混合级联81电平变流器与PWM变流器串联连接实现电能调节装置的高压大容量。光伏电源接入混合级联81电平变流器直流侧减少牵引网功率消耗。混合级联81电平变流器输出电压的基波分量受牵引网电压的控制。PWM变流器输出电流的有功分量由81电平变流器直流母线电压控制,谐波和无功分量受控于负荷。通过分析该新型电能质量调节器的系统结构、工作原理、功率分布及控制方法,在Matlab/Simulink上进行了建模仿真,验证了该方案的可行性和有效性。     

级联多电平变流器预充电直压均衡控制方法

对级联多电平变流器功率模块在电阻预充电时预充电待机电压不均衡,很快发散到危险值的现象进行分析.通过对系统电压、电容器电压、均压电阻值、功率单元控制板件功耗进行深入的理论分析,提出了一种预充均衡控制方法,在各种工况下都具有良好的控制效果.理论分析、仿真及实验验证了所提控制方法的可行性.     

级联H桥多电平变流器直流侧电压平衡控制策略仿真研究

级联H桥(CHB)多电平变流器直流侧电压不平衡会导致局部器件过压、电流过大等问题,对此提出一种CHB多电平变流器直流侧电压平衡控制策略。首先建立变流器的数学模型,提出一种可实现并网电流控制的单相dq矢量控制策略;然后通过直流侧电压平衡机理分析,使用有功占空比分量调节各H桥占空比输出,实现CHB多电平变流器直流侧电压平衡控制;最后,在MATLAB/Simulink仿真软件中搭建CHB多电平变流器仿真平台来验证策略的有效性。仿真结果表明,本文所提策略可实现电网电压、电流的同相位运行,保证变流器直流侧电压平衡。     

配电系统级联多电平有源电力滤波器仿真研究

笔者研究了将级联多电平拓扑应用于有源电力滤波器(APF)的方法.在调制方法上采用载波移相的调制技术,在控制上采用简单的PI控制方法.仿真结果表明,这种基于级联多电平拓扑的有源电力滤波器能很好地跟踪补偿电网谐波,具有很好的动态响应和较高的检测精度,并且快速准确地实现各个变流器单元直流侧电容的均压控制,这对拓展有源电力滤波...     

级联H桥五电平变流器工况分析与验证

以单相两功率单元级联为例,阐述了级联H桥五电平变流器的拓扑结构和载波相移SPWM(CPS-SPWM)调制策略.从该变流器的运行工况着手,给出了这种变流器在CPS-SPWM调制方法下的工作原理,并从数学角度推导了变流器开关切换、输出电压、电流流向以及均衡电压等情况,理论推导表明CPS-SPWM调制方法应用在级联多电平逆变器上的可行性、可靠性和控制的简易性,为实现调制方法的优化和拓扑结构的改进提供了理论基础.同时对五电平变流器的运行工况进行了详尽的分析,推导出了五电平变流器的数学模型,并进行了仿真和实验验证.基于DSP与FPGA,研制了多路PWM脉冲发生器,既简化了电路的设计,提高了系统的可靠性,又可保证整个系统功率元件驱动信号的同步.实验结果表明,这种变流器能在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,运行工况稳定,在高压、大功率场合有一定的工程应用前景.     

MMC-MTDC输电系统新型直流电压斜率控制策略

针对模块化多电平变流器多端直流(MMC-MTDC)输电系统,考虑到实际工程中系统对直流电压、有功功率调节的准确性和快速性的要求,本文提出了一种新型的直流电压协调控制策略。基于直流电压斜率控制策略,本文将平移直流电压-有功功率(U-P)下垂曲线和改变U-P下垂曲线斜率相结合,提高了直流网络在功率发生不同程度变化时的动态响应速度,消除静态偏差,保证了MMC-MTDC直流电压稳定以及站间功率平衡。最后,在RT-lab实时仿真器中搭建了一个并联型四端直流输电系统,并对所提出的控制策略进行了稳态及暂态仿真分析,验证了其有效性。     

CPS—SPWM级联型多电平变流器

基于载波相移(CPS-SPWM)技术的级联型变流器同时具有CPS-SPWM技术与多电平变流技术的优点,因而有广泛的工程应用前景。在并联有源电力滤波器的应用系统中,由于直流侧不需要提供有功功率,级联型多电平变流器的优势得到了充分的发挥;而CPS-SPWM技术良好的谐波传输特性也得到了良好的利用。     

相移SPWM多电平变流器有源滤波器的仿真

通过仿真研究了级联型CPS—SPWM多电平变流器在电力有源滤波器中的应用问题。在并联有源滤波器的应用系统中,由于直流侧不需要提供有功功率,级联型多电平变流器的优势得到了充分的发挥;而CPS—SPWM技术良好的谐波传输特性也得到了良好的利用。     

基于模糊PI控制的海上风电柔性直流输电整流器研究

为提高海上风电柔性直流输电电压等级,抑制直流侧电压跌落和闪变,将三相电压源变流器用于送端整流器。采用多个功率单元级联的拓扑结构,电流内环采用PI解耦控制、电压外环模糊PI调节双闭环控制方式。分析了变流器数学模型,建立了MATLAB/Simulink仿真模型,实现了电压级联输出,在线PI参数整定。仿真结果验证了该系统在海上风电柔性直流输电应用中的有效性。     

单相多电平电流源变流器混合调制与控制技术

针对较低级联数的多电平电流源变流器,为减小开关损耗和降低谐波分量,引入一种基于低频与高频混合调制策略的单相多电平电流源变流器的拓扑。低频单元由共享直流电流源的m个H桥子模块级联,各子模块平均分配直流源能量,采用最近电平调制;低频单元用来消除最近电平调制单元输出阶梯波中的谐波分量,采用脉宽调制;该方法综合了最近电平调制和脉宽调制的优点。对所提拓扑的工作原理、均流算法及混合调制策略进行了深入分析,并进行相应的仿真和实验验证。仿真和实验结果表明所引入拓扑能显著的降低谐波含量,同时减小开关损耗,由此验证了所提拓扑和控制方法的有效性和可行性。     

多电平单相级联有源滤波器载波调制与电容电压平衡方法

级联型结构变流器在高压大功率领域得到越来越广泛的应用。该文研究一种级联相移多电平单相电压型电力有源滤波器结构,首先分析了模块单元间载波相移控制原理,其次提出了一种直流侧电容电压平衡控制方法,最后在Matlab仿真平台上搭建了仿真模型。仿真结果表明,该级联结构滤波器能够有效治理负载引起的谐波电流,并且保证了各模块直流侧电压稳定。     

错时采样空间矢量调制的级联型多电平变流器及其在并联有源电力滤波器中的应用

介绍了错时采样空间矢量调制的基本原理,讨论了组合变流器与级联型多电平变流器的等价关系,提出了错时采样空间矢量调制在级联型多电平变流器中的实现方法,并进行了实验验证.给出了基于错时采样空间矢量调制级联型多电平变流器的并联电力有源滤波器的拓扑结构,设计了其交、直流控制系统,并以仿真和实验结果加以验证.仿真和实验结果表明,基于错时采样空间矢量调制级联型多电平变流器的并联有源滤波器可以在较低的开关频率下准确、有效地补偿负载谐波和无功功率.     

三相七电平H桥换相有源钳位变流器

可用于中压系统的少元件型多电平变流器具有广阔的应用前景,通过将半桥单元嵌入传统的三相H桥三电平变流器的直流母线,演绎了一种新颖的三相七电平变流器拓扑,该少元件型有源中点钳位多电平拓扑利用H桥的开关网络实现换相和电平倍增,获得了对称结构,规避了中点电压偏移问题,并拥有足够的冗余模态,便于实现直流母线电容的均压控制。详细分析了其工作原理,深入揭示了该拓扑的结构特点,设计了两层复合均压控制策略,并给出了一种新型的基于目标波—状态矢量函数的多电平脉宽调制(PWM)算法,用于新拓扑的驱动脉冲的生成。最后,建立了3.3kV/5 MW并网变流器MATLAB/Simulink仿真模型,仿真结果验证了工作原理、调制算法、均压控制策略的正确性。     

级联型多电平变换器一般构成方式及原则研究

级联型多电平变换器类似于积木化的结构,本文按模块单元的结构形式,将级联型多电平变换器分为相同单元和不同单元两类,以输出最大电平数为目标,系统地分析模块单元个数与最大输出电平数、输入直流电压与最大输出电平数、以及输出电平数与谐波畸变率之间的关系,从中归纳得到构造级联型多电平变换器的指导原则.仿真和实验证明了文中理论研究的正确性.     

基于H桥级联变流器的功率单元设计

针对多电平功率变换电路在中压、大功率应用场合因其所具有的良好性能而获得广泛地关注的情况,简单介绍了多电平变换器的种类,及H桥级联结构的优点,并完成了基于H桥级联变流器的功率单元的硬件电路及软件设计。文中详细介绍了硬件电路各主要部分所采用的芯片及实现的功能,并进行了相关实验验证。该功率单元选择CPLD作为核心控制芯片,可...     

基于载波相移SPWM的级联型多电平变流器及应用

文中提出的基于载波相移(CPS—SPWM)技术的级联型变流器同时具有CPS—SPWM技术与多电平变流技术的优点,因而有良好的工程应用前景。在并联有源电力滤波器的应用系统中,由于直流侧不需要提供有功功率,级联型多电平变流器的优势得到了充分的发挥;而CPS—SPWM技术良好的谐波传输特性也得到了良好的利用。