一种混合9电平电压源逆变器及其变频脉宽调制

介绍了一种应用于中高压变频调速装置的9电平输出电压源逆变器，逆变器的主电路由2种不同拓扑结构的逆变电路组成，分别使用不同参数的开关器件实现，可以综合利用阻断电压高的器件和开关速度快的器件的优点。分析了逆变器主电路的拓扑结构及特点，研究了主电路的开关模式后提出了一种基于载波调制的适合于任意电平数目混合逆变器的PWM(脉宽调制)算法，最后仿真研究了混合9电平逆变器在变速驱动场合中的应用，并验证了算法的有效性。对线电压的频谱分析表明，混合9电平逆变器有很好的输出波形，输出谐波含量少，在高频段输出线电压的总谐波畸变率小于5％，输出电压的dv/dt小，可用于驱动大容量的中高压异步电动机。     

俄罗斯800 MW机组定子接地后备保护分析

绥中发电厂引进俄罗斯800 MW发电机组，定子接地后备保护装置主要由基波零序电压保护和3次谐波电压保护组成。3次谐波组件以发电机出线端3次谐波电压u_S3对时间的导数du_S3/dt>0为启动条件，以发电机定子接地故障后与故障前的3次谐波电压比u_S3′/u_S3>1.25作为测量机构动作判据，保护延时动作于停机。通过分析表明，该装置的3次谐波组件保护发电机靠中性点侧0～40%的定子接地故障，原理简单、新颖，不受一次设备接线方式的限制，性能也较好，适合作为大型发电机定子接地后备保护，也可为只配备零序电压保护的发电机增设3次谐波保护之用。〖ＫＨ５Ｄ〗     

基于不对称级联逆变器的串联混合有源电力滤波器

提出了一种基于不对称级联多电平逆变器（ACMI）的串联混合有源电力滤波器（SHAPF）及其控制策略。其中，ACMI的各单元逆变器的输出额定电压呈3的幂次方增长，N个单元逆变器的级联可以输出3^N电平的阶梯波电压。该SHAPF的串联有源部分被控制为一个幅值由负荷电压基波有效值偏差确定、相位与线路终端电压基波正序分量相同的基波正弦电流源，用同一个装置和同一套控制策略可以实现电源电压扰动(包括谐波、电压降落和不对称等)隔离、负荷谐波电流补偿、负荷节点电压基波幅值调整、线路终端功率因数调整和故障电流限制等功能。与传统SHAPF相比，该SHAPF具有功能多、控制简单、补偿效果好以及其串联有源部分开关损耗小和易于实现大容量化等优点。数学推导和仿真分析验证了该SHAPF及其控制策略的正确性和有效性。     

一种低耐压中性线谐波治理电路原理及实现

介绍了一种新型低耐压中性线谐波治理装置的主电路结构，并对其工作原理进行了分析。该结构基于零序谐波电压互感器思路。采用单相桥式逆变电路，其输出通过变比为1∶1的隔离变压器与系统相连，不会增加逆变器承受的电流。隔离变压器原边采用Y0接法，副边采用开口三角形接法，逆变器无需承受系统基波电压，只承受零序谐波电压和不平衡电压，降低了主电路承受的电压；采用的器件少且电压等级低，节约了成本；直流侧电容由三相二极管整流器充电。并且由于补偿零序谐波，直流侧与交流侧交换的有功功率很小，因此无需对直流侧电压进行控制。研制了一套试验装置，通过实验结果分析可以看出，该电路具有耐压低、结构和控制简单、运行可靠等优点。     

有限阻抗型混合有源电力滤波器的新检测方案

有限阻抗型混合有源电力滤波器中应用电压谐波前馈控制，能加强对网 侧电压的谐波抑制。然而，当电压与电流信号共用一个d-q滤波器时，较高幅度的电压信号会降低电流通道的谐波提取质量。文中采用LC滤波器在d-q滤波器前对电压信号进行预处理，能够有效衰减其基波成 分，而对谐波则没有明显改变。分析与实验结果表明，该方法能在保证电流谐波提取质量和 基本不增加控制系统复杂性的条件下，满足网侧电压谐波的提取要求。     

级联型高压变频调速系统共模电压分析

了解高压变频系统共模电压及其特点，对整个变频系统的设计具有重要意义。文中较详细地分析了级联型多电平高压变频系统共模电压的产生机理，对两种电压胞脉宽调制（PWM）方法引起的共模电压进行了比较，提出了采用电压胞异相调制和3次谐波注入法减小变频系统共模电压的策略。仿真计算表明，该方法既能减小变频系统输出共模电压，又不致降低直流电压利用率。     

南水北调中线工程北京段电气设计关键问题的研究

针对南水北调中线干线北京段负荷点多且分散、容量相对较小的特点,通过对工程运行用电要求和沿线电网分布情况进行分析,对北京段上关键性枢纽工程惠南庄泵站的电气主接线进行了多方案比选,最终确定为高压侧内桥接线方式,泵站主要电气设备110 kV高压配电装置选用全封闭组合电器。泵站采用变频调速方式运行,选用10 kV电压型静止变频调速装置、异步变频电动机,以实现不同流量工况下的安全可靠供水。     

串联混合有源电力滤波器的新型控制方法

带基波电流旁路通道的串联混合有源电力滤波器为电网电流中的基波成分提供了一个无源通道，因而可以大大降低有源部分的容量。然而，原有的基于pq理论的控制方法在负载或电网不平衡时，基波旁路通道和逆变器之间会发生基波谐振，使得逆变器仍然会流过大量的基波电流。逐相dq变换法可以完整地将基波或谐波检测出来。文中提出了基于逐相dq变换的控制方法，使得不论电网电压和负载电流是否平衡，基波旁路通道和逆变器之间均不会发生基波谐振现象，逆变器只需承担电网谐波电流和提供谐波电压，提高了系统的性价比。5 kW的模型试验证明了新方法的可行性。     

单相串联电压质量补偿器控制器的研究

为了抑制系统电压的跌落和消除电压谐波，提出了利用串联逆变器进行电压质量控制。串联逆变器直接耦合结构的使用可以提高系统的效率和补偿性能。文中还提出了通过输出电压直接反馈来控制用户侧电压的新方法。利用经典控制理论的方法建立了串联补偿器的传递函数模型，并且对由瞬时电容电流反馈和输出电压瞬时值反馈构成的双环反馈控制方式进行了动态特性的分析。分析结果表明：采用该方法可以大大提高系统动态特性，有效抑制系统电压的跌落和消除电压谐波。文中还提出了采用6开关智能IPM模块构成的两种实际电路结构，并给出了实验结果。     

大功率电流源型PWM AC-DC变流器建模与解耦控制

在建立电流源型PWM变流器稳态数学模型的基础上，分析了系统的耦合关系，提出了一种基于小偏量线性化的前馈解耦控制方案。依据该方案设计前馈解耦控制器，削弱系统耦合关系，将电流源型PWM变流器这一两输入两输出的耦合系统改造成两个近似独立的单输入单输出系统，实现了在工作点附近分别控制系统直流电流I_d和系统功率因数角φ这一控制思想，尽量避免或减少不同工作点之间相互过渡过程中的振荡。仿真试验证实了这种前馈解耦控制方案的正确性以及在改善系统速度、稳定等方面的优越性。     

特定消谐式变频器及其在火电厂中的应用

设计了一种特定消谐式变频器，其每周期的开关角个数随输出频率而改变。根据变压变频的要求确定存储器中开关角的存储方式，通过锁存电路使变压与变频同步，以避免输出波形中电压尖峰的产生。在发电厂中的运行结果表明，该变频器节能效果明显、变频工作稳定、消除谐波次数多、残余的谐波分量幅值小、使电动机发热损耗小。     

两电平VSC-HVDC系统直流侧接地方式选择

基于开关函数法对两电平电压源换流器型高压直流（VSC-HVDC）系统进行了建模,分析了正弦脉宽调制（SPWM）时VSC的谐波特性,指出零序的载波频率次谐波电压、电流是VSC交流侧的主要谐波分量,推导了该零序谐波电流经开关函数中的基波分量作用后将在直流侧形成载波频率次不平衡谐波电流。发现了直流侧不平衡谐波电流流通路径与直流侧的接地方式密切相关,只有VSC-HVDC系统两端直流侧都接地,直流侧不平衡谐波电流才能通过本端直流侧接地点和交流侧高通滤波器接地点流通而被限制在本地,否则该高频谐波电流将在输电线路上流通,从而引发一系列危害。在PSCAD/EMTDC下搭建VSC-HVDC系统进行了仿真分析,验证了以上结果,提出了两电平VSC-HVDC系统需要采用两端直流侧都接地的拓扑结构。     

串联型电能质量补偿器主电路设计方案

串联型电能质量补偿器能有效抑制系统电压跌落和消除电压谐波，对提高电能质量具有重要意义。文中介绍了串联型电能质量补偿器主电路的基本结构，结合实验样机的研制对主电路各部分设计方案进行了分析比较。提出了逆变器电路结构、运行方式及控制策略的设计，讨论了串联变压器和输出滤波器对装置性能的影响，比较了3种直流储能方式的优劣。为类似装置主电路最佳方案的设计提供了依据。     

10kV单元串联型高压变频器在泵站中的应用

绿塘水库泵站建设中的高压变频器为单元串联型,其通过单元串联多电平技术控制高压变频调速系统,属高—高电压源型变频器。对应用结果的分析研究发现,采用高压变频器控制水泵设备的运转速度,可很好地达到节能改造的目的,提高经济效益。     

电压源型电能质量控制技术研究

设计了应用于配电网的电压源型电能质量控制系统，该系统主要包括整流器、三相逆变器、控制器、电压电流检测电路等。研究了提高用户电压质量的电压无功控制规律，设计了抑制电压波动和闪变的控制系统，并分析了控制系统的稳定性以及控制作用与网侧阻抗的关系。给出了谐波电压模拟检测电路并对其幅频特性和相频特性进行了仿真计算。通过电能质量控制系统与电网间同步运行试验和谐波电压抑制试验，实现了逆变器与电网的同步运行控制以及负载谐波抑制控制。     

二极管钳位型多电平有源电力滤波器的仿真

由于功率器件耐压水平的限制，传统的2电平拓扑结构有源电力滤波器（APF）难以实现对高压非线性负载的谐波补偿。文中采用二极管钳位型多电平变换器，提出了其作为APF运行的方案。对该APF进行了理论分析，提出一种基于重复预测型观测器的无差拍控制方案。该方案采用重复预测型观测器，对指令谐波电流进行预测，可在相同的采样频率下提供更精确的谐波电流预测值，因而可以改善整个系统的控制效果。仿真结果表明该APF适用于高电压及大容量谐波补偿。     

理想电网条件下可再生能源发电三电平并网逆变器

在可再生能源发电系统中,并网逆变器是实现电能馈送电网的重要环节。文中研究了二极管钳位型三电平逆变器及其并网运行控制策略。建立了并网逆变器在两相同步旋转坐标系下的数学模型;分析了并网模式下电压、电流的矢量关系;采用基于d-q坐标系的矢量控制策略及并网电流跟踪控制,实现了以单位功率因数馈送电能;分析了逆变器直流侧电容不均压的原因,提出了一种基于模糊控制的中点均压策略。仿真和实验结果验证了其有效性。     

基于参考电压分解的新型多电平逆变器空间矢量调制方法

摘要： 提出了一种新的多电平逆变器的参考电压分解理论，将参考电压矢量分解成为基矢量和二电平矢量。针对目前多电平空间矢量调制方法计算十分复杂的问题，提出了一种新型的基于参考电压矢量分解理论的多电平逆变器空间矢量调制方法。该方法只需要将参考电压的二电平矢量用二电平的空间矢量调制方法合成，这样，多电平的空间矢量调制问题被简化成二电平的空间矢量调制问题，计算过程十分简单和快速。另外，通过归纳的多电平空间矢量的分布规律可以快速地找出所有的冗余开关状态，以便优化输出开关状态组合。提出的方法在理论上适用于任何电平数目，仿真结果验证了它的有效性。     

三相逆变电源不平衡负载研究

负载情况对逆变器的设计和性能都有很大的影响。文中在对称分量法的基础上分析了不平衡负载的情况，并在电压型三相逆变电源数学模型的基础上推导了不平衡分量在dq坐标系下的表达式，提出了基波扰动瞬时值反馈控制器与谐波重复控制器结合的控制方案，分析了控制实现的可能性。仿真和实验结果都证明了该方案对不平衡负载有较强的抑制作用。     

一种新型多电平直接脉宽调制方法

在研究了多电平逆变器模型及其脉宽调制（PWM）算法原理的基础上，提出了一种新型的适用于各种电平数目逆变器的直接PWM方法，分析了这种PWM方法的基本原理，给出了算法实现的原理框图，最后使用PSCAD仿真软件做了仿真研究，仿真结果验证了算法的正确性和有效性。文中提出的PWM算法的基本思想是由三相参考电压直接确定逆变器各个桥臂电路输出的开关函数及其作用规律，因此称之为直接PWM算法。与基于载波调制的多电平PWM算法和多电平SVM算法相比，该算法具有原理简单、实现容易、运行速度快、占用CPU时间少等优点。