基于STM32的H桥级联多电平逆变器

研究并设计了一款H桥级联多电平逆变器。介绍了所提基于STM32的H桥级联多电平逆变器的基本拓扑结构和控制系统的实现原理。对该逆变器调制原理和控制策略进行研究并阐述,采用多重叠加法计算出每个H桥中电力场效应管的开通关断时间,实现拟合正弦波输出,阶梯波调制时,开关器件工作在基频状态,损耗小。此外,装置冗余度较高。在EMTP电力系统电磁暂态分析仿真软件中搭建了仿真模型,结果显示,装置可稳定运行在12H桥级联状态及N-1,N-2状态下。还设计了12H桥级联多电平逆变器的实验装置,验证了所提内容的可行性。     

10kV链式STATCOM的研究与设计

针对高压10kV供电系统,详细介绍了链式静止同步补偿器(STATCOM)装置结构,该装置采用级联H桥逆变器模块作为主拓扑,该结构具有逆变器输出电压等级高且谐波含量少等优点。同时设计了级联H桥逆变单元参数,采用单极倍频CPS-SPWM调制技术,控制各开关器件的脉冲,实现对链式多电平STATCOM装置的控制。最后,搭建STATCOM实验样机,试验证明文章所述理论的有效性、正确性和优越性。     

6kV级联型STATCOM关键技术的研究

研究了级联多电平STATCOM的主电路拓扑结构以及单极倍频载波相移调制原理,设计了STATCOM控制系统。在Matlab/Simulink软件中,搭建了6 kV级联8个H桥变流器的STATCOM,仿真表明STATCOM能够快速跟踪负载的变化实现动态无功补偿。开发的±2.8Mvar、6 kV级联型STATCOM装置在山东能源枣庄矿业集团有限责任公司蒋庄煤矿地面6 kV变电所投入运行,通过实地测试,验证了STATCOM具有优越的无功补偿功能。     

低压级联H桥STATCOM的容错控制研究

为提高低压级联H桥STATCOM的可靠性,在保证故障模块准确定位的前提下,将主动隔离和桥臂冗余技术应用于STATCOM中,使其在不停机的情况下主动重构结构,实现容错控制运行。通过在MATLAB/Simulink搭建1 140V低压级联H桥STATCOM仿真模型,验证了该方法可有效实现STATCOM的继续运行。     

基于混合级联逆变器的静止同步补偿器的实现

提出了将2H桥-3H桥混合级联多电平逆变器作为静止同步补偿器(STATCOM)的主电路拓扑结构,分析了其工作原理。针对无功功率补偿,研究了2H桥-3H桥混合级联多电平逆变器的阶梯波EPWM控制方法,以较低的开关频率实现了质量较高的波形输出。在理论研究的基础上,对混合级联STATCOM的软、硬件进行了设计和样机实验。实验结果表明,2H桥-3H桥混合级联STATCOM成功实现了无功补偿,具有装置成本低、输出波形质量好以及开关频率低的特点。     

基于反馈解耦控制的链式STATCOM研究

链式STATCOM在高压大容量无功补偿中具有良好的应用前景,控制策略的选取将直接决定STATCOM设备能否快速、准确地响应电力系统无功功率的变化。分析了链式STATCOM的工作原理和数学模型,通过PARK坐标变换,将三相交流量转变为两相直流量,以此建立了链式STATCOM的有功_无功状态反馈解耦控制模型。针对此模型,利用PI控制,实现了有功电流和无功电流的解耦和线性化控制;并运用单极倍频CPS-SPWM调制技术,使级联H桥STATCOM系统能够在较低的开关频率下实现较好的补偿效果,系统动态响应迅速,稳态无静差。通过仿真分析,验证了该控制策略在H桥级联型STATCOM系统中应用的可行性。     

H桥级联型STATCOM的控制策略研究

级联型静止同步补偿器(STATCOM)在高压大功率方面有广泛应用,针对其单元电压不平衡问题,本文在分析级联H桥级联型STATCOM工作原理的基础上,通过在输出的调制波上叠加一个有功电压矢量,解决了电容电压的平衡问题。同时,采用双闭环解耦控制,实现了系统的稳定工作。最后,在MATLAB/SIMULINK软件中构建了系统仿真模型,仿真结果显示系统运行稳定且各单元电容电压控制效果良好,验证了本文所提策略的有效性和H桥级联型STATCOM的无功补偿性能。     

H桥级联STATCOM的控制策略及仿真

介绍一种新型H桥级联静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的拓扑结构,它由传统的12脉冲变换器和一个H桥链构成,结合了多电平、软开关和注入技术,降低了交流侧电压谐波含量,解决了串联开关动态电压平衡的问题。文章证明了其在大功率场合下应用的可行性和稳定性,针对系统的强非线性,利用局部线性化的方法,采用单变量控制策略设计比例积分调节器,实现闭环控制。仿真结果验证了该拓扑结构的STATCOM的优越性和所采取控制策略的可行性。     

级联型STATCOM直流侧电压均衡控制策略研究

近年来,级联型静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的应用愈来广泛,保证STATCOM中各H桥子模块单元的直流侧电压均衡是维持整个系统稳定运行的基本前提。本文针对级联型STATCOM的直流侧电压均衡控制问题,首先简要介绍了级联型STATCOM的基本原理;然后,提出一种改进排序均压控制策略,其在传统排序机制的基础上引入H桥子模块状态反馈控制,在保证各H桥子模块单元电容电压合理的波动范围内,明显减小了其开关器件的动作次数,进而降低了各H桥子模块的开关损耗和延长了其使用寿命。最后,通过仿真和实验对该控制策略的有效性进行了验证。     

H桥级联STATCOM直流侧电压控制新方法

针对H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)各模块不一致工作状态下容易导致直流侧电压不平衡的问题,提出了一种新的直流侧电压分级控制方法。分析H桥模块(HBI)级联电平叠加方式,建立起H桥级联STATCOM动态工作特性及电流内环前馈解耦控制策略的数学模型,深入研究了H桥级联STATCOM与电力系统的功率交换机理和正负序电流的特征,在此基础上,运用正序电流控制STATCOM总体电压平衡、负序电流实现STATCOM各相变流电路直流侧间的电压平衡控制,通过调节HBI的交流输出电压幅值和与电流的相位差使各HBI直流侧电容电压维持在设定值。仿真结果验证了所提方法的可行性与正确性。     

Application of a modular multilevel cascade converter (MMCC‐SDBC) to a STATCOM. Control of active power and negative‐sequence reactive power

This paper presents the application of a modular multilevel cascade converter based on single‐delta bridge‐cells (MMCC‐SDBC) to a STATic synchronous COMpensator (STATCOM), particularly for negative‐sequence reactive‐power control. The SDBC is characterized by cascade connection of multiple single‐phase H‐bridge (or full‐bridge) converter cells per leg, which facilitates ?exible circuit design, low voltage steps, and low electromagnetic interference (EMI) emissions. However, there is no published report on such a STATCOM with experimental veri?cation or a control strategy. This paper designs, constructs, and tests a 100‐V 5‐kVA PWM STATCOM based on the SDBC with focus on the operating principle and performance. Experimental results con?rm that this converter can control not only the positive‐sequence reactive power but also the negative‐sequence reactive power and low‐frequency active power intended for the ?icker compensation of arc furnaces. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 183(4): 33–44, 2013; Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com). DOI 10.1002/eej.22365     

基于STM32的新型SPWM逆变电源

叙述了一种基于STM32系列设计的SPWM逆变电源。通过升压环节与SPWM逆变环节,得到了设定频率与电压的优质正弦交流电。基于Boost升压拓扑结构原理,采用高性能电压型脉宽调制控制芯片TIA94驱动主回路MOS管。STM32做为系统控制核心,配合12位高精度D／A模块精确控制输出电压。系统具有良好过流保护功能并可智能检测负载情况,以控制系统工作状态。采用嵌入式控制技术对此电源进行控制使整个系统结构简单,实现了系统的数字智能化。为性能要求高的仪器设备提供了一种高品质的交流电源。     

基于级联H桥换流器的APF-STATCOM的控制与调制

有源滤波器(APF)和静止同步补偿器(STATCOM)在电力系统应用中都是独立开来,分别进行谐波抑制和无功补偿。将APF和STATCOM功能结合起来,以级联H桥换流器构成APF-STATCOM装置,同时实现无功补偿和谐波抑制。在分析级联H桥APF-STATCOM拓扑及其工作原理的基础上,提出了一种简单有效的控制策略;针对级联H桥换流器各子模块间的电容电压均衡问题,采用最近电平逼近调制(NLM)并提出了一种适用于级联H桥换流器的电容电压均衡控制策略。利用PSCAD/EMTDC对36级联H桥APF-STATCOM进行了建模仿真,结果验证了该控制策略和电容电压均衡控制策略的可行性和有效性,并表明所提出的电容电压均衡策略能有效避免H桥模块IGBT不必要的频繁开关,减少器件的开关频率。     

基于PSIM的±10kvar静止同步补偿器建模及仿真

动态无功补偿装置近年来在风电场及光伏电站应用越来越广泛,为更好地掌握动态无功补偿装置的原理及运行特性,基于电流直接控制策略的控制系统,建立了±10 kvar静止同步补偿器(STATic synchronous COMpensator,STATCOM)的仿真模型;并运用电力仿真(Power SIMulation,PSIM)软件对所建模型进行了系统仿真,得出了STATCOM的动态补偿仿真波形。结果表明:该无功补偿装置具有良好的动态补偿特性。     

基于错时采样空间矢量调制的H桥级联多电平STATCOM研究

分析了静止同步补偿器(STATCOM)的工作原理。介绍了错时采样空间矢量调制(STS-SVM)的基本原理,提出了STS-SVM在H桥级联多电平STATCOM中的实现方法,并分别在静态和动态补偿情况下进行了仿真和试验。仿真和试验结果表明,基于STS-SVM的H桥级联多电平STATCOM能够快速、有效地补偿电力系统中的无功功率和抑制谐波,具有良好的动态补偿特性和鲁棒性。     

级联H桥型静止同步补偿器控制方法仿真分析

无功功率的传输对电力系统稳定性与安全性会产生不利的影响,传统的无功补偿技术已经不能满足要求.为提高无功补偿性能,在分析级联H桥型静止同步补偿器(STATCOM)的工作原理和拓扑结构的基础上,采用跟踪型脉宽调制(PWM)控制技术的电流直接控制方法,研究了级联H桥型STATCOM的稳态和动态的无功补偿作用.通过MATLAB...     

基于灰色预测的静止同步补偿器控制

针对模型参数变化和噪声干扰的静止同步补偿器(STATCOM)单机无穷大系统,提出了一种基于灰色预测的无功电流控制。运用GM(1,1)模型预测下一时刻的无功电流,并根据STATCOM非线性数学模型建立了系统无功补偿电流的控制模型。从而将无功电流灰色预测控制补偿到PID控制中,利用来色系统理论进行预报,具有不必完全知道被控对象结构、参数和特性的优点,这对于像STATCOM这样大型非线性系统的预测控制实现非常有利。仿真结果表明,该方法比传统的PID控制具有更强的跟踪能力和鲁棒性。     

一种基于STM32的具有断电保护机制的采集存储系统设计

提出了一种以STM32微处理器为控制核心,ADS8365作为采集芯片,NAND Flash K9K8G08U0M作为存储芯片的采集存储系统。该系统在"点火"信号下被唤醒并开始工作,具有很低的功耗,同时增加断电保护机制,保证该系统在外部系统供电失效的情况下仍能够正常工作。重点介绍了STM32与ADS8365的硬件电路设计、断电保护电路设计和STM32的FSMC操作Flash的软件设计。测试表明,该系统可靠稳定,能够在恶劣飞行条件下工作,满足任务要求。     

H桥多电平逆变器的混合载波交叠式PWM控制

为了增大逆变器的功率等级,改善输出电压的波形质量,提出了一种级联H桥多电平逆变器拓扑和与其相对应的PWM载波调制控制策略。该方法是根据传统混合频率载波调制策略,采用了同相的交叠式三角载波调制,结合了同相层叠式载波调制较好的消谐特点以及使高低压单元功率自然平衡的特点,使级联H桥多电平逆变器拓扑结构不仅可以输出多电平,还能解决混合调制下的功率环流现象,而且逆变器模块化比较简单,可以使逆变器在输出周期内功率达到自然平衡。以2个高低压单元为例,进行了仿真实验。实验结果验证了该逆变器结构和控制策略的可行性。     

负荷补偿用静止同步补偿器控制方法的研究

针对低压配电系统或工业负荷的特点,提出一种适用于小功率静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)装置的基于电流直接控制的控制方案,并用MATLAB软件进行了仿真验证。实验采用基于DSP控制的实验平台,设计了50 kvar STATCOM实验系统。将仿真结果和实验结果对比,证明设计的可行性。通过对STATCOM进行的基波无功补偿实验和谐波与基波无功的全补偿实验,证明STATCOM的良好的无功补偿性能。