适用于直流配电网中MMC的电平数倍增混合调制策略

模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)应用于中压直流配电网时子模块数目较少,沿用直流输电系统中的最近电平逼近调制策略会导致电流畸变严重、输出电压质量差等问题。为此,分析了MMC已有的调制策略原理,并在此基础上提出了一种适用于中压直流配电网的电平数倍增混合调制(double multiplication hybrid modulation, DMHM)策略。该调制策略通过对上、下桥臂电压参考波采用不同的取整函数并叠加PWM波,使电平输出拓展至2N+1;此外,DMHM根据电容电压排序结果决定子模块工作模式,任意时刻每相仅一个子模块工作在PWM模式下,能有效均衡电容电压,控制更为简单。最后,搭建的MATLAB/Simulink仿真验证了DMHM应用于中压直流配电网的有效性,相比于传统的调制策略,DMHM能降低谐波含量,且开关损耗与开关频率远小于CPS-PWM调制。     

考虑寿命损耗的模块化多电平换流器可靠性分析

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)已成为电压源换流器高压直流输电系统的首选换流器拓扑,如何保证其可靠性是MMC所要面对的重要问题之一.目前对于MMC可靠性分析大多认为其子模块在运行期间为恒定故障率,忽略了寿命损耗的影响.文中在分析已有可靠性研究策略基础上,考虑寿命损耗的影响,提出了一种基于两参数威布尔分布的MMC可靠性模型.针对子模块构成元件的寿命曲线,依据元件在不同运行时期故障率的变化建立基于威布尔分布的MMC可靠性数学模型,并与传统的可靠性计算模型进行分析比较.在Matlab中搭建仿真模型,验证了所提出方法的有效性与正确性.     

模块化多电平换流器子模块拓扑结构对比分析

模块化多电平换流器型高压直流输电以其独特的技术优势,已成为未来电压源换流器型高压直流输电(Voltage Source Converter based HVDC)领域的发展趋势。MMC是未来高压直流输电传输系统的重要组成部分,半桥型子模块、双箝位型子模块和全桥型子模块是MMC三种主要的可选择的子模块拓扑结构。分析了MMC的通用拓扑结构及三种常见子模块的拓扑结构和工作模式,得出了不同子模块结构的特点,最后通过仿真验证了不同子模块拓扑结构的直流故障穿越能力,并对比分析了采用不同子模块拓扑结构MMC的基本特性。     

4种模块化多电平逆变器调制策略对比分析

介绍了模块化多电平逆变器,分析了环流抑制方法以及子模块间电容电压平衡策略.在多电平结构的调制策略中,选取载波重叠调制方式、最佳电平逼近调制方式和载波移相调制方式以及一种PWM(pulse width modulation)和最佳电平逼近相结合的混合调制策略,在Matlab/Simulink中搭建三相带对称负载逆变系统仿真平台,改变调制策略得到相关结果和参数,得到了输出电压波形的波形图和FFT(fast Fourier transformation)分析结果,分析了其谐波成分的不同规律,相互比对后发现从不同的标准来衡量调制策略的优劣时,排序结果有差异,为根据实际情况适合采用哪种调制策略提供参考.     

基于CPS-SVPWM调制的MMC-STATCOM简化算法研究

针对模块化多电平换流器(MMC)难以实现多电平SVPWM技术,提出了基于CPS-SVPWM调制的MMC控制算法。该算法是将MMC等效看作上、下2N个三相半桥的串联,合理布置两电平SVPWM生成模块的位置后,结合载波移相技术,实现多电平输出。最后,在电力系统仿真分析软件PSCAD/EMDTC中搭建了基于模块化多电平换流器的五电平STATCOM仿真模型,结果表明基于CPS-SVPWM调制的MMC简化算法简单,控制效果好,电压利用率高,可以很好地应用到多电平MMC的控制领域,从而也验证了文中所提出的控制方法的有效性和可行性。     

模块化多电平换流器电容电压优化均衡法研究

在模块化多电平换流器的传统子模块电容电压排序均衡方法中,算法排序在子模块数目较多的情况下存在运算量大、开关动作频繁等缺陷。因此,为了减少子模块排序运算量,降低开关频率,该文提出了基于改进归并排序的 MMC电容电压均衡法。首先,对引入的归并排序算法均衡工作机理展开了简要叙述,在此基础上,针对算法单次排序比较次数高对算法进行优化处理,进而减少了单次排序运算过程中算法所需的比较次数;并立足于简化后的归并排序算法,引入子模块之间的最大电压偏差比例值,实现降低排序频率与开关损耗,从而形成了具有优越性能的改进归并排序均压控制方法。最后,运用 Matlab/Simulink仿真平台搭建了模块化多电平换流器的直流侧电容电压均压控制模型验证所提改进归并排序均压方法的可行性与有效性。     

多电平换流器直流侧电容电压模糊控制技术

提出一种基于模糊理论的多电平脉宽调制换流器直流侧电容电压控制技术。通过控制直流侧与各个电容相应的开关器件开关动作的不同组合,使电容间电压稳定均衡,并得到多电平阶梯波输出电压,大大降低了换流器的谐波分量、纹波输出及对系统的冲击。最后给出了基于系统的数字仿真结果。     

基于DSP的载波移相多电平PWM实现方法

载波移相 PWM 方法适用于单元级联型多电平电路,其实现的关键问题在于如何实时产生大量的PWM 控制信号。在分析多电平逆变器拓扑结构和控制策略的基础上,针对载波移相 PWM 控制方法,提出了适用于 DSP 实时控制的离散自然采样算法;并基于 TMS320LF2407 数字信号处理器,完成了三单元级联逆变器的载波移相控制实验。实验结果表明,本算法程序简洁,占用资源少,实时性强。     

柔性直流输电多电平换流器拓扑结构分析

随着电力电子器件的进一步发展促进了柔性直流输电的发展,传输容量进一步增加。柔性直流输电在输送距离较远时能够显现出较大的优势,由于这种调节具有快速而准确的特点,从而易于对整个系统的潮流进行有效控制。文章主要分析了应用于柔性直流输电技术的多电平换流器主要拓扑结构及其优缺点。模块化多电平换流器由于具有较强的直流侧故障穿越能力获得了广泛的应用。     

混合级联多电平变换器拓扑与调制策略研究

多电平变换器的调制策略与其主电路拓扑密切相关．基于3种多电平变换器的拓扑特点，给出了一种混合级联多电平变换器，分析了它的几种调制策略和频谱特性，并进行了电路仿真．仿真验证了结果的正确性．     

普通空间矢量法在级联多电平载波调制中的应用

空间矢量脉宽调制(SVPWM)的实质是加入了某种零序分量的调制方法,实现的优化是提高输出电压的范围和减小开关损耗,本质实现方式是通过改变零空间矢量的放置位置。分析在两电平中SVPWM与载波脉宽调制之间存在的关系,并通过仿真将不连续调制引入到级联多电平载波调制中,以此验证空间矢量调制在级联多电平中可以实现并且可以得到与在两电平中相似的结果。     

全桥型MMC用于直流融冰时的控制策略研究

冰灾的频繁发生使得直流融冰装置已经成为易覆冰地区电网中的常规设备。现有直流融冰装置采用了晶闸管可控整流技术,在运行中均会消耗一定的无功、产生特征次谐波,对接入交流系统带来一定影响。全桥型模块化多电平换流器具有直流电压、电流双向运行能力,可满足直流融冰对换流器运行工况的要求。将研究基于全桥型模块化多电平换流器(全桥型MMC)的直流融冰装置建模方法。对直流融冰装置主回路拓扑、参数,调制均压、控制策略进行全面研究;充分利用全桥型子模块(FBSM)可输出正、零、负模块电压的特点,研究如何实现输出电流、电压宽范围连续可调,以满足不同类型、长度线路的融冰需求;最后利用PSCAD搭建了全桥型MMC和LCC型直流融冰装置模型,并对二者进行对比分析,验证了全桥型MMC直流融冰装置的优势。仿真结果验证了模型控制和方法的有效性。     

级联多电平分布式开关电源调制方法研究

针对级联型逆变器结构的分布式电源的应用,提出了一种基于阶梯波的交流母线分布式电源电路.通过将具有不同相移的逆变单元输出的方波叠加,得到阶梯波交流母线电压输出.文章讨论了级联多电平逆变器的几种典型的阶梯波调制方法,提出了一种改进的等宽方波调制法.采用该调制方法的三单元逆变器母线电压的谐波含量降到了基波电压幅值的9.8%.使用该调制法的具体电路结构,最后通过了仿真实验验证.     

电网不平衡下模块化多电平整流器控制策略

为解决目前电网不平衡下模块化多电平整流器存在负序电流以及电压二次谐波影响系统稳定性的问题,在传统单一正序电流内环控制方法存在有功功率扰动大、整流器直流侧电压存在二次谐波问题的基础上,提出了一种基于信号延时法和双电流内环控制结合的控制策略。该策略以电流指令算法为基础,对电流的正、负序分量进行分离并计算,采用PI调节器,实现对正、负序电流的无静差控制,也可以有效降低有功功率p(ωt)的扰动,有效抑制整流器直流侧电压的二次谐波。仿真实验结果表明,该控制策略具有较好的抑制效果。     

计及变流器控制策略的双馈异步电机转子匝间短路的建模与分析

转子匝间短路是双馈异步电机常见故障之一,早期准确检测到匝间短路的存在,对风力发电系统的安全运行具有重要意义。利用多回路理论建立了双馈异步电机正常以及转子匝间短路情况下的数学模型,并利用MATLAB/Simulink中S函数实现了数学模型。在考虑变流器控制策略的基础上,对双馈机在正常情况下和转子绕组匝间短路的情况下进行了仿真实验,并且对实验结果进行了频谱分析,所得仿真实验结果与实际情况相符。说明基于S函数的多回路模型的仿真实验是正确的,相比仅考虑电机本身而忽略变流器影响,得到更加符合实际的仿真结果。     

开关型变换器的MISSCO模型分析法

本文运用“最小可分开关图(MISSCO)”原理,导出了双向功率流DC/DC变换器的等效模型,并通过对电路的分析与模拟,表明了模型的正确性和方法的简便性。     

常见桥型的结构分析与比较

按结构受力特性分类,桥梁基本体系大致町分为三种,即拉、压、弯.在工程运用中,梁桥、拱桥、斜拉桥及悬索桥运用较广.根据桥梁结构的相关理论,从恒载内力、活载内力、附加内力、荷载组合、强度及变形计算等方面对这几种基本体系的桥梁进行了综合分析比较,较系统地提供了常见桥梁结构的分析方法,阐述了各种桥梁结构受力的共性及各自的特性.为设计及施工单位提供了有益的参考.