并联T型三电平逆变器环流抑制和中点平衡研究

T型三电平逆变器的并联能够增加系统容量和可靠性,但是存在的环流会导致输出电流畸变甚至造成系统崩溃。而且并联T型三电平逆变器因中点电位和零序电流相互耦合,其环流情况更为严重,抑制难度剧增。为此该文提出一种新型空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略实现并联T型三电平逆变器环流抑制和中点平衡控制。该文在分析T型三电平逆变器并联模型的基础上,通过检测逆变器零序电流状态,实时选择合适的P-Type和N-type小矢量抑制零序环流;并针对T型三电平逆变器存在直流侧电容中点电位不平衡的固有问题,通过增加或者减少小矢量作用时间实现中点电位平衡控制。此外,上述方法能够同时减少开关频率和降低开关损耗。实验验证了新型SVPWM策略能够在不同电流情况下实现很好的环流抑制和中点电位控制。     

零序电压注入法控制三电平 NPC 中点电位平衡

学术界有两种解决中点电位波动问题的思路,基于空间矢量调制(SVPWM)控制的小矢量调节和基于载波调制(SPWM)控制的零序电压注入。采用的中点电位平衡控制方法是带校正控制的改进型的零序电压注入法,相较于传统的零序电压注入法,不仅兼顾了传统鞍形调制波的优势,还解决了此种调制波存在的过调制问题,并研究了实用的校验与修正零序电压计算方法,使得中点电位波动限制在5 V以内,网侧电流THD也相应的降低了1%。最后通过MATLAB/Simulink软件仿真和实验验证了所述控制方法的正确性和可行性。     

谐波补偿下考虑中点平衡的等效三电平调制

中点箝位型(NPC)三电平拓扑在较高电压场合被广泛应用,三电平调制算法和中点均压控制策略是该拓扑的关键技术.此处首先分析了三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)和载波脉宽调制(CBPWM)方法的等效关系,指出调节小矢量作用时间与注入零序分量来调节中点电位的等效性.针对传统中点平衡方法不适用于谐波补偿的应用场合,引入基于电压参考矢量和相电流方向判断的改进方法,并给出了在两种调制策略下的等效实现方式.最后,通过实验验证了两种调制算法的等效性以及改进中点均压控制方法在谐波场合的适用性.     

基于无差拍控制的T型三电平逆变器中点电位平衡策略

针对T型三电平逆变器中点电位不平衡问题,提出一种基于无差拍控制的T型三电平逆变器中点电位平衡方法。首先建立中点电位变化量、相电流和开关矢量占空比的数学关系,在此基础上引入描述小矢量调节中点电位能力的评价指标,当两个小矢量同时存在时,通过比较两个小矢量的调节能力选择不同的开关调制方式。根据给出的数学关系和空间矢量调制方式,提出中点电位平衡无差拍控制模型,对调节能力较强的小矢量占空比进行调整,可以快速实现中点电位平衡控制。仿真和实验结果表明该方法具有良好的中点电位平衡控制性能,有效抑制了中点电位波动,同时减小了输出电压电流谐波。     

基于优化空间矢量脉宽调制算法的变频器中点平衡控制

分析了二极管中点嵌位型(NPC)三电平变频器中点不平衡的机理及危害.通过优化三电平空间矢量脉宽调制算法,利用正负小矢量对中点电位的不同影响,采用一种通过控制正负小矢量作用时间来控制中点平衡的算法.利用MATLAB/Simulink仿真软件对该中点平衡算法进行了仿真,并在实验室条件下搭建了NPC三电平变频器试验电路,采用TMS3202812数字信号处理器实现了控制算法.仿真分析和实际试验都验证了所采用的控制方法的有效性,取得了较好的抑制中点电位偏移的效果.     

三电平逆变器并联系统的中点电位控制策略

为保证逆变器并联系统的正常运行,必须同时解决中点电位控制和零序环流抑制2个问题。分析了零序环流和中点电位波动的产生机理,从理论上推导得到两者的相互关系。基于调制波分解的载波调制原理,提出了一种并联系统的中点电位控制策略,无需空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)复杂的扇区划分和占空比计算,实现简单,并且能够在不影响零序环流抑制的条件下实现逆变器并联系统的中点电位控制。进一步通过推导,分析了该方法对中点电位的控制能力。最后,搭建了一套80 k W的三相三电平逆变器并联系统,过仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。     

三电平逆变器改进虚拟空间矢量调制方法

为了平衡中点箝位型(NPC)三电平逆变器的直流侧中点电位,虚拟空间矢量调制(VSVPWM)方法得到了广泛的应用.但在高调制比下,现有优化VSVPWM方法对中点电位控制效果不佳且设计复杂.针对上述问题基于重新构建虚拟矢量提出了改进VSVPWM方法.所提方法不仅实现了高调制比下的中点电位精确控制,还实现了每个大扇区内的矢量序列统一.通过仿真实验,对所提调制方法与现有优化方法进行比较.此外,将重构的虚拟矢量推广至使用传统矢量区域划分的五分区VSVPWM方法.理论分析和仿真结果均验证了所提方法的有效性和优越性.     

一种零序注入的三电平中点钳位型变换器中点电位平衡控制策略

对三电平的两种调制方法空间矢量脉宽调制(SVPWM)和虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)进行深入比较,详细分析VSVPWM方法线电压dv/dt高和谐波含量大、功率器件开关损耗大以及中点电压平衡动态响应特性慢等问题的本质原因。为克服SVPWM和VSVPWM的不足,提出一种零序注入的载波调制方法。该方法将一种适用于两电平的零序注入法引入到简化的三电平空间矢量图的小六边形中,在每个小六边形中建立中点电流与零序分量之间严格准确的数学关系,并结合6个小六边形开关函数符号特点,只需一路载波和6个等式即可实现三电平载波调制和中点电位平衡控制,且具有计算量小,执行时间短,中点电压平衡动态响应快等优点。最后,本文方法与SVPWM和VSVPWM的实验对比,验证了提出方法的可行性和有效性。     

一种带调节因子的VSVPWM中点平衡控制算法

对于二极管中点箝位(NPC)型三电平变流器存在的中点电位不平衡问题,通过分析引起中点电位波动的原理,优化传统虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)算法,提出一种带调节因子的虚拟空间矢量中点电位平衡控制算法。该算法重新优化了分区,减少了计算量,引入一个中点电压调节因子,利用合成矢量对中点电位的影响,依据中点电流的流向对调节因子进行微调。该算法通过一种滞环控制的方式对中点电位进行补偿控制。仿真与实验结果表明,基于该算法的中点电位补偿控制,具有良好的中点电位平衡效果。     

抑制T型三电平逆变器共模电压的调制策略

共模干扰和中点电位不平衡问题是三电平逆变器的研究热点之一。为此,提出了一种可在全调制比和全功率因数范围内实现共模电压抑制和中点电位平衡的调制方法。该方法优选共模电压小的基本矢量参与虚拟矢量的合成,将共模电压抑制在±U_dc/6范围内;将优选后的基本矢量构成虚拟矢量,进一步消除了中点电位波动大的问题;通过改进小区域划分方法,使得每个小区域内构成虚拟矢量的基本矢量平滑切换,避免了相邻基本矢量之间出现状态P和状态N的直接切换;使得每个小区域均包含幅值可调的虚拟矢量,通过调节虚拟矢量的幅值来改变每个载波周期内基本矢量的作用时间,以控制流出直流侧中点的平均电流,最终所有小区域均具备良好的中点电位平衡控制能力。实验结果表明,使用该方法可使得逆变器输出的共模电压为±U_dc/6,同时可以消除中点电位不平衡的问题。研究输出共模电压低、中点电位波动小且具备中点电位调节能力的调制策略对三电平逆变器具有重要意义。     

T型三电平逆变器的中点平衡建模与控制

T型三电平电路是一种新颖的钳位型拓扑,它通过双向开关实现直流侧中性点与负载的连接;与传统二极管钳位(NPC)相比,该电路器件少、器件损耗均匀、运行效率高,因此在光伏等新能源发电中得到大量应用。中性点电压平衡问题是该类电路的固有问题,需妥善解决。文中首先分析了T型三电平中点电位的产生机理和影响因素,接着建立了中点电位的数学模型,提出了一种基于调制波电压指令分区的分析方法,得到零序电压对中点电位的解析表达式,据此建立了中点电位的平衡控制策略,并对控制器进行了设计。最后通过仿真分析,验证了理论分析的正确性。     

计及开关频率分区优化的PMSM三电平模型预测控制

为降低传统三电平供电的永磁同步电机模型预测控制系统的开关频率,提出一种计及开关频率分区优化的PMSM三电平模型预测控制方法。首先,将空间电压矢量平面划分为12个扇区,并且根据上一时刻电压矢量所在位置,选择相邻扇区的电压矢量作为备选矢量。其次,加入对开关状态切换的限制,每个开关周期仅允许一相开关状态发生连续性跳变,减少备选矢量数量的同时能够有效降低开关频率。进一步,利用具有相同空间位置但对中点电位影响相反的正负冗余小矢量来平衡中点电位。最后,通过仿真和实验,验证该控制策略的有效性。     

三相变压器的不对称运行问题分析与研究

以＂Y,y_n＂连接的三相变压器在三相电源对称时三相负载不对称情况下的运行为例,讨论了有零序分量时三相变压器的不对称运行;以各序等效电路为基础,利用对称分量法及叠加原理对此做了详细的分析,推导出计算三相变压器原、副边相电流的表达式,并且利用相量图来说明原、副边电流的关系以及不对称运行产生中点浮动对选择三相变压器结构的影响。     

瞬时电压补偿装置的零序电压控制

分析了瞬时电压补偿装置（DVR）产生零序电压及其放大机理。分析表明，即使系统不存在零序回路，DVR都会在补偿控制中向系统注入微小的零序分量，该零序分量会对无零序回路系统侧电压造成不良影响。为此，提出了新的控制策略，该控制策略通过检测并消除指令中的零序分量，以破坏无零序电流回路系统的零序电压正反馈条件，消除DVR注入零序电压的不良影响。仿真结果表明，所提出控制策略是正确有效的。     

A 6.6‐kV transformerless STATCOM based on a five‐level diode‐clamped converter. Experiments using a three‐phase laboratory model rated at 200 V and 10 kVA

This paper discusses a 6.6‐kV transformerless STATCOM intended for installation on industrial and utility distribution systems in the near future. In addition, this paper provides experimental results obtained from a laboratory model rate at 200 V and 10 kVA. The authors propose such a control method as to superimpose a sixth harmonic zero‐sequence component on each of three‐phase voltage references. This helps to stabilize the voltage of the inner midpoint in the DC link. As a result, the laboratory model installs two bidirectional buck‐boost choppers on the DC link for the purpose of stabilizing the voltages of two outer midpoints. Experimental results obtained from the laboratory model verify the validity of the system design, giving promise of the viability of the 6.6‐kV transformerless STATCOM. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 168(2): 60–68, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20733     

双层土壤中接地极接地电阻的测量

土壤电阻率均匀情况下,将电位极布置在接地极和电流极连线的中点处（即零位面处）时,接地电阻的测量值会偏低１０％左右,若采用０．６１８法,则可较准确地测得接地电阻;在双层土壤中,若将电位极在零位面,接地电阻的测量值有时可能偏低３０％以上,而此时即使采用０．６１８法,接地电阻的测量值也可能偏低２０％以上。     

VIENNA整流器中点电压控制策略研究

三相三电平VIENNA整流器因开关管所受电压应力不均及中点电压不平衡导致电流过零畸变，降低系统整体性能。为此，该文从空间矢量角度分析了中点电压不平衡产生的原因及七段式算法中矢量对中点电位的影响，并在传统SVPWM基础上，提出了一种改进的空间矢量调制策略来减小输出电压波动：在同一采样周期内，通过一种调节因子来合理分配正负小矢量的作用时间，进而抵消中矢量，维持电压稳定。此外，还通过分析调节因子与系统调制比间关系来优化算法实现。最后，通过仿真发现该控制策略与传统控制策略相比中点电压波动由±12 V降低至±4 V，证明所提策略的正确性及有效性。     

基于变环宽的Vienna整流器滞环控制研究

与传统的桥式电路相比,Vienna整流器由于具有同电平数下,开关应力低、体积小、低输入电流谐波,可靠性高等优良特性,在能量单向流动的高中等功率场合,特别在高压直流供电系统获得广泛应用。详细分析Vienna整流器工作机理的基础上,针对经典滞环控制策略开关频率不固定、网侧电流谐波大、电网电压抗扰性差等问题,引入电网电压加权的变环宽滞环策略,同时进一步针对Vienna整流系统直流侧中点电位不平衡问题,设计并采用了中点电位修正策略。为验证策略的正确性与可靠性,在理论分析基础上构建了完整的仿真模型与实验平台,仿真与实验结果表明设计有效减小了网侧电流畸变,同时可有效平衡中点电位。     

小电阻接地系统线路零序保护拒动原因分析

根据小电阻接地方式下的零序保护原理,介绍了小电流接地系统零序保护不动作的原因,分析了一起线路零序保护由于存在保护死区致使故障范围扩大的案例,通过对如何防止零序保护拒动问题进行探讨,提出了相应的反事故措施及其对策,为防止线路零序保护死区故障,建议其零序电流采用三相电流互感器合并而成,并制定有针对性的保护定值调整方案,为设备安全稳定运行提供保障。