大功率电弧加热器电源的设计研究

研究了63 MW大功率电弧加热器交直流电源的主电路设计和控制策略.提出了一种相移叠桥组合晶闸管整流主电路结构,使该电源在输出直流电压1～21 kV的不同工况下,其输入端功率因数不小于0.9,且高功率时THD<5%.根据主电路相移叠桥结构的特点.提出了一种非线性反馈控制器与前馈控制器相结合的复合稳流控制策略,稳流精度能够达到0.1%.实验结果表明,相移叠桥组合晶闸管主电路结构达到了电源电能质量设计指标;采用复合稳流控制策略后,稳流精度不仅能够达到设计指标,而且省去主电路中的稳流电阻,从而减小了电源系统1.8 MW的电阻热耗.     

一种高精度低纹波晶闸管直流稳流电源

介绍了一种应用自对相及相位自适应触发器的高精度低纹波晶闸管直流稳流电源 ,它的主电路采用两组三相桥式全控整流桥并联获得 12相脉波 ,其稳流精度很高而纹波含量较低 ,文中详细介绍了其工作原理 ,并给出了在 30 0 0A/ 2 0 0V晶闸管直流电源中的实际运行效果。     

晶闸管在大功率变流和开关中的应用

描述了利用大功率晶闸管器件和实时控制器实现的30MW有环流变流系统、15kA/2.5kV大功率双向直流晶闸管开关,该变流系统和开关系统电路结构新颖,已经使用于国家九五重大科学工程EAST超导托卡马克装置中,同时给出了实验结果.     

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。     

低温等离子体手术刀射频高压脉冲电源的研制

为提升等离子体手术刀切割效果,同时满足电外科设备安全性要求,研制了一种低温等离子体手术刀射频高压脉冲电源.电源以数字信号处理器(DSP)为主控制器,采用数字化脉冲宽度调制(DPWM)控制策略,主电路采用整流/稳压/逆变的拓扑结构.电源最大输出电压2 kV,最大输出功率70 W.使用该电源驱动的等离子体手术刀对鸡肉进行切...     

一种通用的全数字化晶闸管交流装置控制器

本文介绍一种通用的晶闸管变流装置微机全数字化控制器，它集数字检测、数字调节、数字触发、数字显示、驱动电路、供电电源于一体，其数字触发精度可达０．１°，数字检测精度小于１％。文中给出了硬件电路原理图、程序流程图和有关的示波图。     

基于模块化结构的固态变压器硬件设计

固态变压器SST（solid-state transformer）在智能电网和电传动系统应用中有广泛的应用前景,但是其硬件实现与控制策略非常复杂,降低了在实际应用中的竞争力。为此,提出了一种基于模块化结构的固态变压器的硬件设计,其主电路采用级联式H桥CHB（cascaded H-bridge）整流器+双主动全桥DAB（dual-active-bridge）隔离型直流/直流变换器+并联H桥逆变器方案,由于整个主电路仅由H桥电路构建而成,系统的模块化程度大大提高。同时,针对这种硬件结构提出了模块单元控制器与辅助电路的设计,使得系统的模块化程度进一步提高。模块化结构的固态变压器设计不仅极大地降低了其建造成本,也简化了其控制器的实现,增加了灵活性与可靠性。     

串联型H桥级联多电平电压扰动发生器

提出了一种串联型H桥级联多电平电压质量扰动发生器主电路拓扑,由低频级联H桥和高频H桥模块构成。该拓扑是一种混合串联型结构,系统电源提供大部分基波功率,低频H桥逆变器只输出基波和低频波动闪变波形,高频模块输出所有谐波电压波形,从而实现电压扰动解耦控制,保证电压扰动的精度和响应速度。利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现级联H桥逆变器的载波移相控制,同时完成对谐波模块的独立控制。制作了一套单相低压实验样机进行实验分析,实验结果表明主电路拓扑及控制策略能够良好地实现可控电压质量扰动发生。     

均匀磁铁稳流电源

均匀磁铁稳流电源是用来为均匀磁铁供电以获得稳定的磁场。该电源达到的主要指标是:(1)最大供电电压250伏,供电电流从0.75～15安培分区域连续可调:(2)电流在可调范围内稳定度均达到±1×10~(-4)/-4小时;(3)电流纹波优于1×10~(-4)。电源采用晶闸管直接控制的相控方案,由4部分组成,分别简述其工作原理如下: 1.主回路采用带两只中心二极管的三相全控桥晶闸管整流电路。当晶闸管导通角α≥30°时,中心二极管投入工作,相当于并联接入六相半波整流器、大大     

一种电动汽车用制动能量回收控制器的设计

提出了利用超级电容作为制动能量回收储能容器的复合电源方案,并针对ATMEL公司mega16单片机,应用数字PID控制算法,设计了一种可应用于纯电动汽车的制动能量回收控制器模块.介绍了再生制动的原理及其控制器主电路与信号采集电路,以及用C语言编写的各工作模块.试验调试结果表明,充、放电电流随电压变化时,数字PID控制策略...     

新型多端输入光伏并网系统运行控制策略

提出一种基于双主动全桥(DAB)变换器多光伏阵列并列输入、级联逆变输出的高频隔离型光伏并网系统。分析了DAB变换器的功率传输能力,设计了其移相控制策略;针对各输入端光伏阵列光照强度不同带来的功率不平衡问题,基于dq解耦控制数学模型,设计了级联多电平DC/AC变换器的调制量补偿控制策略,实现了各直流端电压的平衡控制。在PSCAD/EMTDC中搭建了4.5 MW/10 kV光伏并网模型进行仿真,仿真结果验证了系统结构的可行性以及所提控制策略的有效性。     

面对面式DC/DC互联LCC-HVDC的潮流控制

结合中国高压直流输电现状和直流电网技术的发展,提出了利用面对面式DC/DC变换器互联不同电压等级的基于电网换相换流器(LCC)的高压直流(LCC-HVDC)系统的方案,总结了互联系统的优势并提出了一种依赖通信的适用于互联系统的控制器。基于两条实际LCC-HVDC线路背景,在PSCAD/EMTDC中搭建了利用±500 kV/±800 kV,1 000 MW面对面式DC/DC互联一条±500 kV,3 000 MW线路和一条±800 kV,7 200 MW线路的仿真模型。仿真结果说明,常规LCC控制不适用于互联系统,且验证了提出的控制器的有效性。所述控制器可在对原有LCC换流站控制改动最小的前提下实现互联系统的稳定运行。     

级联型电力电子变压器分级解耦控制

应用于交直流混合配电网的级联型电力电子变压器(PET)能够实现柔性互联、电压变换、电气隔离和功率控制等多种功能.由于级联型PET内部的级联H桥级和双有源桥级之间电气耦合程度高且控制目标不同,提出一种分级解耦控制方案,在简化控制架构的同时可实现各级的独立灵活控制.此外,针对级联型PET采用多个功率单元输入串联输出并联的拓扑结构,提出一种基于分级解耦控制的串联均压并联均流控制策略,以降低参数差异的影响.研制了一台额定交流电压为10 kV、额定直流电压为750 V、额定容量为500 kVA的级联型PET.实验结果验证了该控制方案工程应用的可行性及有效性.     

Cost-effective multi-pulse AC-DC converter with lower than 3% current THD

In this paper, a new multi-pulse clean power converter topology is presented with lower than 3% input current total harmonic distortion (THD). The topology is based on the combination of a 36-pulse converter and a pulse doubling circuit. The 36-pulse converter consists of a “polygon” autotransformer and two 18-pulse diode bridge rectifiers. Pulse doubling circuit consists of zero-sequence-blocking transformer (ZSBT) and tapped interphase transformer (IPT). The important advantage of the proposed AC-DC converter is considerable reduction in burdens of the magnetic parts with respect to the nominal load rating. It provides more economical solution to achieve harmonic mitigation in electric power systems as compared with other 72-pulse AC-DC converters. The simulation and experimental results show that the input current THD is less than 3% using the proposed topology. The results indicate a significant reduction in the total cost and volume of the proposed 72-pulse configuration in comparison with similar configurations. Also, it is shown that the proposed converter rating is about 44% of the DC load power.     

隔离型链式储能系统优化设计研究

针对分布式发电渗透率不断提高引起的交流电网频率波动愈发频繁问题,提出一种基于隔离型DC/DC变换器的链式储能装置设计方法。结合载波移相调制的最大电平数条件和隔离型变换器的功率传输极限,详细说明功率双向调节区间的设计方法。建立了最大放电时长一般模型,依次分析基于双有源桥、双半桥型隔离变换器的储能装置放电时长特征,得出了放电时长对变换器种类、变比、漏感、超级电容数量的关系,表明在固定放点时长指标下,优化设计隔离型变换器有助于实现漏感集成、隔离变压器便于制造、降低储能成本。最后,仿真证明了所提方案在功率指令大小、类型、方向突变时控制精度较高,有助于装置输出功率实时跟随自动发电控制(AGC)指令。     

H桥级联变频器在笼型异步电机上的应用

中高压变频器在工业变频领域应用广泛。H桥级联多电平变频器具有模块化特点,可利用低压器件实现电压和功率的扩展。为此,介绍了一种3级H桥级联变频器拖动笼型异步电机的主回路结构,载波移相正弦波脉宽调制,功率单元直流电压均衡控制,以及基于电压电流混合磁链观测器的无速度传感器矢量控制等核心控制技术。MATLAB仿真结果验证了该变频器采用所提出的控制技术控制笼型异步电机,具有良好的起动和运行性能,为中高压大功率传动应用领域提供了技术保障。     

多路单级式直流侧串联光伏逆变系统的研究与分析

多路单级式直流侧串联光伏逆变系统拓扑结构由光伏阵列、直流侧串联电容、级联的单相全桥逆变器和隔离变压器构成.由于减少了直流升压环节,拓扑结构更简单,而将直流侧电容相串联则能够减少主电路电流,使用MOSFET 作为开关器件在该拓扑结构中更具优势,MOSFET能够使开关损耗减少,同时在并网逆变环节采用载波移相SPWM调制方式...     

高压直挂储能功率变换技术与世界首例应用

从拓扑、控制、设计、实验验证到工程应用,全面论证与评估无变压器直挂电网的链式储能功率变换关键技术问题。提出应对电网电压不平衡、模块故障以及相间电池组均衡的统一零序电压算法及综合集成控制策略,探讨模块间共模电流抑制及电池侧二次脉动电流的平抑问题,研发3相、每相20链节的低压模拟样机,对控制策略进行了全面验证。提出链式储能功率变换系统的优化设计方法,设计并研发了10kV/2MW/2MW×h的大容量链式储能功率变换系统,在国家863计划的支持下,于2014年在深圳宝清储能电站进行了世界首例工程示范应用,目前已经安全运行4年,积累了丰富的运行数据与经验,为链式储能功率变换技术的推广应用奠定了基础。     

新型恒功率输出开关变换器控制策略的研究

面向高强度气体放电灯，提出一种新型恒功率输出控制策略，详细分析了它的电路组成和工作原理，并以其在单端反激式DC／DC变换器的应用为例加以实验验证。在其后级加一低频全桥开关变换器，可作为交流高强度气体放电灯的工作电源，能与高强度气体放电灯的不同阶段的不同负载特性良好匹配。