三相无变压器型光伏并网逆变器共模电压的分析

详细分析了三相无变压器型光伏并网逆变器共模电压的产生机理,构建了共模电压模型,得出了抑制共模电流的一般规律。利用该规律,对三相全桥拓扑结构的共模电流进行了详细分析,提出了新型控制方法,通过仿真试验对该方法进行了验证。     

基于三电平DPWMA的五电平低共模电压调制及其载波实现

有源箝位五电平逆变器已逐步运用到大功率光伏并网逆变器中,该文针对其共模电压问题,在三电平断续调制的基础上提出一种五电平低共模电压调制策略。选取五电平空间矢量图中共模电压幅值最小的冗余矢量合成参考矢量,实现全线性工作区内抑制共模电压幅值为直流母线总电压的1/12。根据此矢量思想,提出一种基于零序电压注入的载波实现方法,该方法无需进行复杂的扇区判断和几何运算,易于工程实现。该矢量思想和载波方法极易推广到更多电平的系统中。仿真和实验结果证明调制策略的正确性和可行性。     

一种具有低共模电压的三电平逆变器中点平衡算法

针对非隔离型三相三电平光伏逆变器的中点平衡及共模电压问题,提出一种具有低共模电压的三电平逆变器中点平衡算法,即在十三矢量调制策略基础上添加共模电压小的小矢量对中点电位进行控制,并根据此思想进一步提出一种基于零序电压注入的载波实现方法,该方法不需进行扇区判断和复杂的几何运算,因算法简单易于工程实现。实验结果证明本调制策略在降低共模电压的同时可实现中点平衡控制。     

一族具有直流链电压尖峰抑制的T源逆变器

针对于T源逆变器因漏感导致的直流链电压尖峰问题，通过对T源阻抗网络进行优化并调整各元件的位置，提出低直流链电压尖峰T源逆变器拓扑族。该文对新提出拓扑的工作模态进行详细分析，进而推导出各元件的电压、电流应力。此外，通过与传统T源逆变器在升压比方面进行对比，证明出在相同的直通占空比和耦合电感匝数比情况下，低直流链电压尖峰T源逆变器拥有更好的升压能力。最后，研制一套180 W的低直流链电压尖峰T源逆变器实验装置，实验结果验证了理论分析的正确性及所提拓扑结构在拥有高电压增益的同时能够提高输入电源利用率、抑制直流链电压尖峰的有效性。     

基于简化FCS-MPC的风电并网逆变器研究

摘要： 三相风力发电并网逆变器的模型预测控制存在大量计算问题,导致控制指令的时间延迟,影响控制系统性能,严重阻碍系统应用。为克服上述难点,提出了一种在线简化有限控制集模型预测电流控制算法。该方法通过坐标变换构建α β坐标下逆变器输出电流的预测模型,利用目标函数对逆变器输出的不同电压矢量进行评估,而无需使用脉宽调制模块。同时,结合电压空间矢量等效变换的原理,引入矢量扇区判断法,进而实现了预测控制过程的在线简化。最后,以带阻感负载三相并网逆变器为控制对象,建立了有限控制集模型预测控制仿真模型,分析了输出电流的稳态与动态性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

一种可抑制共模电流的三相Sepic电流源逆变器

该文将Sepic电路和传统电流源逆变器结合,提出一种新型可升降压的三相电流源逆变器,并通过构建直流旁路,实现对共模电流的抑制。所提出的新型逆变器拓扑具有能实现升降压、调制方式简单且易于实现等优点,可适用于直流电压范围变化较大的光伏发电等场合。该文首先介绍了三相Sepic电流源逆变器电路拓扑的构造方法和工作原理;其次,推导了逆变器在任意开关时刻的共模电压表达式,并对其共模电流抑制效果进行分析;然后,建立逆变器的等效电路图和数学模型,详细分析逆变器的升降压能力;最后,通过仿真和实验证明所提出的三相Sepic电流源逆变器及其控制方案的有效性和可行性。     

并联型光伏逆变器负极接地时共模电流的抑制

针对并联型光伏逆变器负极同时接地时共模电流较大的问题,通过对逆变器的调制波进行双重傅里叶分析,分别建立单台和两台光伏逆变器负极接地时的共模简化模型,并给出共模电流的表达式。根据对并联型光伏逆变器共模电流的特性分析,提出一种在负极接地时抑制共模电流的策略,该策略由载波同步控制策略和增加系统共模阻抗方法共同完成对共模电流的抑制。最后,通过实验结果证明负极接地时共模电流模型分析和抑制方法的正确性。     

基于电流矢量的三电平逆变器死区补偿策略

为避免直流侧电容的直通,需在功率器件驱动信号上载入必要的死区时间,但随之导致电压电流的畸变。针对上述问题,对三电平逆变器的死区效应展开理论分析,提出一种基于电流矢量的三电平逆变器死区补偿策略。通过分析三电平逆变器的开关切换序列和换向过程,得出在不同电流极性情况下的误差电压矢量。为解决传统策略需检测电流的弊端,研究根据电流幅值自适应设置死区时间,由此补偿矢量可转换为d-q坐标系下的直流分量,跟随电流矢量进行同步旋转。该策略可避免因各种扰动导致的电流过零时的误补偿,并有效改善电流波形。最后,通过基于TMS320F28335控制器的三电平逆变器实验样机,验证所提控制策略的正确性和有效性。     

一种无电压尖峰的改进型分裂Δ源逆变器

针对传统Δ源逆变器(Δ-source inverter,DSI)存在着开关管有较大的电压尖峰、高增益下输出电能质量差的问题,在分裂Δ源逆变器(Split Δ-source inverter,SDSI)的基础上,加入电压箝位单元,提出了一种改进型分裂Δ源逆变器(Improved split Δ-source inverter,ISDSI),研究了它的拓扑结构与工作状态,重点分析了其稳态升压特性与消除电压尖峰过程,并计算了各开关器件的电压应力。新提出的拓扑保留了SDSI升压占空比和调制因数同向调整的优点,这有助于改善高增益下输出电能质量。此外,新拓扑消除了开关管电压尖峰,降低了开关管和二极管的电压应力。Matlab/Simulink软件仿真和样机试验的结果验证了变换器的性能,证明了所提逆变器能够有效解决Δ源逆变器存在的突出问题。     

串联谐振逆变器死区对浪涌电压电流的影响

就逆变器死匿对浪涌电压、电流的影响进行了深入的研究,分别在不同的死区宽度下,用PSPICE进行仿真分析,得出了死区选择的参数范围,过小或过大的死区时间都会产生非常高的浪涌电压电流,从而对逆变器的性能造成一定的影响。     

A Hybrid Converter System for High-Performance Large Induction Motor Drives

A hybrid converter system employing a combination of a load-commutated inverter (LCI), a dc–dc buck converter, and a voltage-source inverter (VSI) is proposed for the large induction motor drives. The VSI ensures the safe commutation of the LCI with active commutation angle control over all speed regions. By replacing capacitor banks and a forced dc-commutation circuit, this system can eliminate all drawbacks related to these circuits in the conventional LCI-based induction motor drives. Sinusoidal motor current and voltage waveforms are achieved with the VSI providing the reactive and harmonic power to the motor, resulting in high-performance drives. The buck converter enables both the VSI and the LCI to be fed from the single-diode rectifier. As a result, the dc-link inductor size can be reduced and the LCI is operated without the controlled rectifier. In addition, faster dynamic response can be obtained through the VSI and the buck converter operation. Finally, the buck converter performs the dc-link current control to ensure minimum VSI rating. The feasibility of the proposed hybrid circuit for the high-power drive systems is verified by computer simulation for a 500-hp induction motor. Experimental results are also included for a 1-hp induction motor laboratory setup controlled by the proposed hybrid system.     

基于模块化多电平变换器的高压直流输电系统环流控制策略

模块化多电平变换器由于其扩展的容易性,在高压直流输电领域具有突出的优势,针对MMC固有的环流问题,提出了一种有效的环流控制策略,该控制策略既包含环流的利用也包含环流的抑制。首先通过对MMC内部运行机理的分析,得到平衡上、下桥臂子模块电容电压的条件,分析表明可通过环流控制实现上、下母线电容电压和与差的控制,并设计了基于PI与PR调节器的环流利用策略;其次针对环流中的有害成份,提出了一种基于多重PR控制器的环流抑制方案;最后通过算例分析,验证了所提环流控制策略的正确性和有效性。     

直接转矩控制中基于模糊推理的相位补偿

基于数字信号处理器ＴＭＳ３２０Ｆ２４０给出了一个动态的模糊预测电流补偿的方法,针对感应电机提高了直接转矩控制的低速性能,引入了一种模糊控制方法来补偿ＰＷＭ信号中由死区和芯片延时引起的相位误差,根据电流的幅值与方向,结合瞬时电压,采用模糊推理对相位误差进行补偿,可以在一定程度上提高控制的性能,仿真与实验结果表明的这种方法是可行的。     

光伏模拟器用死区消除PWM整流器运行方式

针对光伏模拟器用单相脉宽调制（PWM）整流器提出电压平方外环电流内环的控制策略,同时揭示直流侧存在2倍基波频率的纹波电压以及此纹波电压对网侧电流的影响。PWM整流器采用的基于H桥死区消除SPWM,在网侧电流非过零区域,各桥臂上下两开关管中,必定存在其中一个开关管驱动信号为低电平,而在电流过零处推导出存在的天然死区时间。由微控制器（MCU）与现场可编程门阵列（FPGA）相结合的控制系统可实现提出的运行方式。实验结果验证了理论推导的正确性以及提出运行方式的有效性。     

Development of a Switched-Reluctance Motor Drive With PFC Front End

In this paper, the development and control for a switched-reluctance motor (SRM) drive with front-end switch-mode rectifier (SMR) are presented, and good motor driving performance and line drawn power quality are obtained. In the SMR, the dc-link voltage spikes caused by periodic pulse-type motor currents are eliminated using high-frequency small capacitor. And the bulky capacitor is designed according to the specified double-frequency voltage ripple. Then, the robust voltage and current schemes are developed to yield excellent and robust SMR control performance. Having well-regulated and adjustable dc-link voltage source, the performance enhancements of the SRM in vibration as well as current and speed dynamic responses are performed and evaluated. The robust current and speed control schemes are designed to yield improved driving performance. In addition to voltage boosting, the commutation advanced shift is proposed to further the improve current and speed dynamic responses, the torque-generating capability, and the vibration of SRM.      

Wind-driven self-excited induction generator with voltage and frequency regulated by a reduced-rating voltage source inverter

This paper discusses the regulation of the voltage and frequency of a stand-alone fixed-pitch wind energy conversion system (WECS) based on a self-excited squirrel-cage induction machine. A shunt connected voltage source inverter (VSI) and a controllable dump load are used for regulation purposes. A battery bank is included in the dc side of the VSI so that it can absorb and inject active power thus increasing the efficiency and availability of the system. A control scheme for the VSI with independent control of active and reactive power allows the state of charge of the batteries to be kept in a safe range while maximizing the voltage regulating capabilities of the VSI. The characteristics of the wind turbine, self-excited generator, and the ratings of the VSI are considered in order to determine the load range for which voltage and frequency can be regulated for a given wind speed range. The feasibility of the proposed system is verified by simulations.     

基于时频分析法的智能电网电压闪变分量运算

为获得电网电压闪变治理中设备参数调整和控制策略制定过程中所需的准确可靠电压闪变数据,将一种非线性和非平稳信号时频分析法(HHT变换)成功引入电压闪变低幅调制信号瞬时相位、瞬时幅值、瞬时频率等特性参数的检测中,可从时域和频域两方面对信号进行同时分析。将电压闪变信号调制获得的低频信号,先用EMD分解算法分解成若干IMF分量,再做HHT变换。算例仿真分析表明,该优化算法提取电压闪变信号数据可行有效,数据准确,能满足工程需求。     

Dynamic time warping and multidimensional scaling approach based abnormal battery visual recognition for series-connected lithium-ion batteries pack

精确、可靠地识别异常电池是保障电池系统安全、稳定运行的有效手段。但是,从实时测量得到的电流、电压和温度有限外部信息,推断内阻、容量等电池内部信息,并识别异常电池难度很大。本工作针对串联锂离子电池组,基于各单体电压测量数据,提出了一种融合动态时间规整和多维标度策略的异常电池识别方法。通过采用动态时间规整策略,计算动态时间规整距离相似性指标,以消除电池组中荷电状态不一致的影响;进而结合多维标度法提取异常特征参数,实现异常电池可视化识别。通过电池系统仿真实验,验证了所提方法的有效性,为异常电池在线识别提供了一种有效技术。     

基于自适应非奇异智能终端滑模观测器的风力机载荷增广预测控制

为有效降低风力机在高风速运行时的不平衡载荷,提出一种基于自适应非奇异智能终端滑模观测器的载荷增广预测控制策略。首先,针对模型不匹配导致的模型预测控制性能下降的问题,将指令跟踪误差与系统状态的变化量增广为状态向量,设计增广预测模型以消除稳态跟踪误差;其次,设计自适应非奇异终端滑模观测器对系统状态进行估计,以提高控制系统的可靠性;然后,设计多目标变速灰狼优化算法同时对控制器和观测器参数寻优;最后,基于Simulink仿真平台验证了所提控制策略的有效性。结果表明,所提控制策略可有效消除稳态误差,缩短调节时间并提高控制性能。