基于模块化多电平变换器的混合变压器控制策略研究

混合变压器(Hybrid Transformer,HT)是一种将传统电力变压器与电力电子设备相结合的新型变压器。混合变压器借助传统变压器部分实现电网能量的传输的同时依靠电力电子设备保证良好的电网电能质量。     

TSMC励磁的风力发电系统空载并网控制

双级矩阵变换器(TSMC)存在中间直流环节,但不包含大容量直流环节储能电容,引入TSMC作为双馈风力发电系统的励磁电源。根据交流励磁变速恒频风力发电运行的特点,将电网电压定向的矢量控制技术应用在双馈发电机的并网控制上。根据电网电压和电机转速来调节转子的励磁电流,使双馈风力发电机定子电压跟随电网电压,从而减少并网时的冲击电流。实验结果表明,TSMC励磁双馈风力发电系统并网冲击电流较小,控制策略可行。     

模型预测控制三相并网变换器的研究

在新能源发电领域,三相电压源型并网变换器的应用越来越广泛。为了提高并网性能,国内外的学者们提出了各种新型的并网控制策略。模型预测控制策略利用系统的离散时间模型来预测所有可能的电压矢量下系统下一个采样时刻的输出值,通过评估函数选择出最优的电压矢量。以传统的三相电压源型变换器为控制对象,提出了一种基于模型预测控制的三相电压源型并网变换器的控制方法。采用DSP28335作为控制器,设计了三相电压源型并网变换器的实验平台,分析讨论了并网电流的稳态与动态性能以及进行无功功率补偿时并网电流的稳态性能。实验结果验证了模型预测控制在三相并网变换领域的优越性。     

基于模型预测控制的固态变压器控制策略研究

固态变压器(SST)中的变流器在整流状态时,通过交流侧电流预测控制,使其工作于单位功率因数且直流侧电压保持稳定;逆变状态时,采用输出电压预测控制,以提高输出电压稳态精度和动态性能。提出了固定开关频率模型预测控制选取双非零矢量和零矢量进行预测,根据各矢量占空比与优化函数的关系,确定一个控制周期内各矢量的作用时间和开关序列。固定开关频率模型预测控制无需脉宽调制控制器,避免了比例积分控制器参数整定引起的不稳定问题,且有效降低了单非零矢量预测控制中过高的采样频率。仿真研究表明,固定开关频率模型预测控制的SST在各典型工况下,各级电压、电流具有良好的动态响应和抗负载扰动能力,可满足微网对SST的控制要求。     

三电平稀疏双级矩阵变换器的中点电压分段控制

针对输出级为稀疏三电平结构的双级矩阵变换器这一新型拓扑的中点电压偏移问题,提出了通过调节冗余小矢量的相对作用时间、分段平衡中点电压的控制方法.该方法结合了对称七段式及九段式空间矢量调制技术的优点使得中点电压在任意时刻均无不平衡区域,从而使中点电压偏移问题得到了明显的改善.仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性.     

基于混合矢量调制的VIENNA预测控制研究

VIENNA整流器由于具有便于模块化、高功率密度、输出性能良好等优势,在站级快速充电电源、绿色数据中心、航空电源等方面获得广泛关注。有限集模型预测控制(FCS-MPC)作为一种性能优良的多目标控制算法,具有诸多优点,如控制算法简单,响应速度快,因此较适用于VIENNA整流电源控制系统。然而,传统FCSMPC中单开关周期内电压矢量集较少,作用单一矢量造成开关频率不固定,严重影响并网电流质量。基于此,提出一种基于混合电压矢量的模型预测控制策略,利用实矢量线性合成虚拟电压矢量的方式增加单周期内的电压矢量个数,使得跟踪误差得到减小的同时有效抑制电网电流纹波。最后,从静态、暂态等方面进行了仿真与实验分析验证。     

TSMC的一种建模方法

双级式矩阵变换器是高阶的、多模态的、非线性的动态系统,提出应用2级开关状态函数建立其精确的数学模型.为了将模型中整流级和逆变级相乘的开关函数矩阵进行解耦,提出将整流级的输出电压波动看作逆变级闭环系统的环内扰动,将系统的建模简化成逆变级的建模分析.应用开关周期平均算子、坐标旋转变换、小信号扰动法,建立了系统逆变级的小信号...     

混合变压器技术研究综述

为了满足智能电网的发展对电力设备提出的更高的需求,基于传统变压器和电力电子设备的混合变压器(HT)得到了越来越多的关注。基于目前已有研究,在分析HT研究进程的基础上,对HT的相关关键技术进行了梳理和分析,尤其是对HT的拓扑,调制、控制及保护策略,多绕组变压器设计,整体硬件设计等问题进行了归纳和讨论。最后对HT的研究趋势及亟待解决问题进行了总结和展望。     

整流级无零矢量TSMC输入功率因数的研究

根据整流级无零矢量TSMC输入功率因数控制的要求,推导了占空比的数学表达式.提出应用参考输入电压矢量来实现占空比的控制.依据整流级输出电压为正的条件,推导了输入功率因数角的范围.并用PSIM仿真软件对TSMC的调制策略进行验证,仿真结果表明了理论分析的正确性,为TSMC的实现提供一定的理论依据.     

整流级无零矢量TSMC的研究

根据双级式矩阵变换器(Twostage Matrix Converter简称TSMC)的工作原理,讨论了整流级和逆变级的调制策略。分析了双向开关整流级无零矢量的调制目的,推导了占空比的数学表达式。并用PSIM仿真软件对TSMC的调制策略进行验证,仿真结果表明了理论分析的正确性,为TSMC的实现提供一定的理论依据。     

一种双级变换器储能并网结构的新型模型预测法

针对储能并网系统中采用的双级变换器结构,论文提出一种新型模型预测控制方法。该方法在保证并网功率恒定和直流链电容电压稳定基础上,对直流链电容中流通电流建立了相应的价值函数。新型模型预测控制方法能够有效降低直流链电容中流通电流的大小,对电容使用寿命的提高有很大帮助。最后对文中所提出的新型模型预测控制方法进行了仿真和实验验证,结果表明该算法能够有效减小直流链电容中流通电流的大小。     

混合变压器式可控电抗器及其仿真

为满足谐波要求,传统的变压器式可调电抗器(ControllableShuntReactorofTransformerType, CSRT)在轻载时存在一段不可调的死区。针对这一缺点,提出了混合变压器式可控电抗器(HybridCSRT, HCSRT),它采用电压源型逆变器代替了CSRT中的反并联晶闸管来控制调节绕组的输出,通过合理设置各控制绕组的容量,N个控制绕组的HCSRT可以实现2N级分级平滑调节。在此基础上,进一步提出了同时具有容性和感性无功补偿能力的混合变压器式静止无功补偿器。理论分析和数字仿真表明     

基于直接式AC/AC变换的两相支撑调控型混合配电变压器

针对配电网中不确定性因素导致的电压跌落/骤升给敏感负荷带来的不利影响,提出了一种基于直接式AC/AC变换的两相支撑调控型混合配电变压器(HDT)。该HDT由直接式AC/AC变换器与传统工频变压器组合而成,能够根据负荷需求进行电压幅值与相角的柔性调控。对所采用的直接式AC/AC变换器拓扑及其调制策略进行了阐述分析。在此基础上,提出了基于直接式AC/AC变换的HDT系统结构。依托HDT系统结构,对其工作原理进行了详细分析并对HDT系统的电压幅值与相角调控范围进行了定量研究。最后通过搭建1 kW的实验原理样机,对所提出的HDT系统理论分析的正确性与有效性进行了实验验证。     

基于扩张状态观测器的直流变压器模型预测控制策略

针对以移相双有源桥为功率单元的多模块输入串联输出并联型直流变压器(ISOP-DCT),为提高系统面对输入电压变化及负载突变等复杂工况下的动态响应特性,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的模型预测控制(ESO-MPC)策略,分析并建立了考虑各功率单元能量均衡传输时系统简化离散2步预测模型,同时利用ESO计算了预测模型中...     

基于dq坐标双级矩阵变换器的闭环控制研究

双级矩阵变换器(TSMC)是一种很有发展潜力的矩阵变换器,在实际应用中,TSMC常会遇到输入电压波动和输出负载变化等扰动,TSMC现有的控制方法均为开环控制,TSMC不能根据扰动自动修正开关函数,因此其输出电压会在扰动下产生波动。提出了基于dq坐标系TSMC输出电压的闭环控制方法:通过三相静止坐标到两相同步旋转坐标(dq坐标)的转换,将TSMC系统中的三相交流量变为适合PI闭环控制的直流量,使得PI控制器能够在扰动情况下自动调节TSMC逆变级开关函数,维持输出电压幅值恒定,保证了TSMC高性能的输出。仿真结果验证了所提方法的合理性和有效性。     

基于MMC的电机驱动新型控制方法

针对电机在低频工况下出现的电容电压波动、桥臂环流等问题,提出了一种无权重系数的模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter ,MMC)驱动模型预测控制策略。在假设子模块(Submodule,SM)电容电压均衡的前提下,建立相电流目标函数并求取最优解,通过引入补偿电平数,实现对环流的优化控制。同时为改善传统排序均压控制算法速度较慢的不足,优化了现有SM电容均压控制策略,引入保持因子,并依据理想情况下MMC的电容电压规律,进行归并排序,保证了MMC中各SM电容电压的均衡。通过仿真验证了所提方法能有效实现对电机的控制。     

基于预测控制的风机变流器的研究

针对目前风机发电系统中变流器常规控制方法的不足,设计了一种新型的基于电压预测控制的风机变流器。采用MATLAB SIMULINK完成了系统建模和仿真,以TMS320LF2407A DSP为控制器进行了实验分析,结果验证了方案的可行性和优越性。