基于逆变器交流侧的四开关功率解耦技术研究

针对两级式单相逆变器常用大容量电解电容来缓冲其固有的二倍频脉动功率,大大降低其耐用性和可靠性这一问题,本文在保证变换器稳定运行的前提下提出了一种四开关功率解耦电路,对降低逆变器电容总容值具有实际工程意义。分析讨论解耦电路的工作原理,通过对4种不同的工作模式进行分析,从而确定解耦主电路各个开关管开关时序。在此基础上,设计了相应的脉冲能量调制策略以实现瞬时能量的精准补偿,提升了四开关功率解耦电路的解耦性能,改善了两级式逆变器交直流侧波形质量。该方案逆变电路与功率解耦电路相互独立,有利于传统设备的改造。最后,搭建了仿真模型和实验样机,仿真和实验结果验证了增加交流侧四开关功率解耦电路后,变换器只需几十μF的薄膜电容就能对二倍频脉动功率进行有效解耦。     

具有功率解耦功能的光伏并网微逆变器

为了解决光伏并网微逆变器直流侧引入的二倍工频扰动问题,传统解决方案是在太阳能板两侧并入大容量的电解电容来平抑扰动,但电解电容的使用寿命过短,导致整个光伏系统的使用寿命受限。为此提出了一种新型的功率解耦电路拓扑,实现了以寿命长、容值小的解耦电容替代电解电容,在完成功率解耦的同时也有效延长了微逆变器系统的整体寿命。最后通过仿真验证了该新型解耦电路的可行性。     

具有功率解耦能力的升降压逆变器

在单相光伏并网逆变器中,若要逆变器交流侧瞬时功率满足并网的需要,则在逆变器直流侧会产生不平衡脉动功率和二阶纹波电流,影响直流输入源利用率.为了减小直流侧的二次纹波,一般并联大容量的电解电容器,但电解电容器体积大且寿命较短.介绍了一种带有功率解耦电路的单相升降压逆变器,采用基于脉冲能量调制的有源功率解耦控制,将二阶纹波功率输送到薄膜电容,实现功率解耦.最后仿真验证了升降压逆变器功率解耦的有效性.     

一种基于Buck/Boost电路的新型微逆变器功率解耦电路

针对微逆变器中存在的二次功率扰动问题,提出了一种新型四开关功率解耦电路。详细分析了基于Buck/Boost电路的新型功率解耦电路的4种工作模式,推导了采用脉冲能量调制控制策略原理,并对电路关键参数进行设计。该电路并联在逆变器交流输出侧,不仅能够明显抑制母线电压和直流输入侧电流中的二次纹波,而且可以将大电解电容替换成小容量长寿命的薄膜电容。最后,仿真实验验证了该拓扑的有效性和合理性。     

具有功率解耦功能的反激式逆变器的研究

在光伏发电系统中,受电网的影响,逆变器的瞬时输入功率与瞬时输出功率不平衡,在逆变器的输入侧产生了二次功率扰动。文中提出了一种带有薄膜电容的新型功率解耦结构。使其并联在反激式逆变器的输入侧,通过薄膜电容的充放电,使二次功率扰动转移到薄膜电容之中。薄膜电容具有容值小,体积小,寿命长等诸多优点,可以代替传统的体积大、寿命短的电解电容,在滤除二次功率扰动的同时延长系统的寿命。最后通过Psim仿真和实验验证了其可行性。     

一种基于交流侧功率解耦的无电解电容光伏逆变器研究

提出一种交流侧并联功率解耦电路的无电解电容光伏逆变器。该光伏逆变器主电路采用电压型H桥,功率解耦电路采用一种七开关双向变换器结构,并联在逆变器交流输出侧。H桥变换器采用电流滞环控制以实现交流并网,功率解耦电路采用基于脉冲能量的控制方式,即根据每个开关周期需要解耦的能量大小计算功率开关的占空比。功率解耦电路采用峰值电流控制,从而加大解耦电容上电压纹波,降低解耦电容器容值,以实现无电解电容的目的。分析了并联功率解耦电路的四个工作模式,讨论了解耦电感和电容的参数设计。建立了提出的无电解电容光伏逆变器的Matlab仿真模型以验证其有效性。仿真结果表明,提出的功率解耦电路解耦电容的容值降低到几十μF,可实现无电解电容器的光伏逆变器,从而延长光伏逆变器的使用寿命。     

单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路研究

单相逆变器输入电流低频纹波抑制是燃料电池及光伏电池发电系统亟需解决的问题.本文深入研究单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路拓扑及其输入电流低频纹波抑制策略,给出控制参数、关键电路参数设计准则和实验波形.该电路拓扑中有源功率解耦电路位于全桥逆变器输出侧,与全桥逆变器共用输出滤波电感与电容,通过在输出滤波电容上叠加直流电压和低频偶次谐波电压实现逆变器功率解耦,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向直流侧传递的路径.理论和实验结果验证了这种方法的有效性和可行性.     

一种基于直流输出侧并联解耦的光伏微逆变器优化设计研究

研究一种用于光伏发电的功率解耦微逆变器。该微逆变器由基本的buck-boost电路与电流源型高频逆变电路并联而成,解耦电容并联在两个电路之间。通过峰值电流控制法使解耦电容两端电压升高、纹波加大,降低解耦电容容值,避免使用短寿命的电解电容器,从而达到延长逆变器使用寿命的目的。分析了电路的5个工作状态,设计了相应的电路参数和峰值电流控制策略。用PSIM软件建立了电路仿真模型,进行了仿真实验。仿真结果表明,所提出的方法可以降低解耦电容的大小,延长微逆变器的使用寿命。     

光伏并网微型逆变器中功率解耦技术概述

在光伏并网微型逆变器中,输出功率含有两倍工频的功率脉动,而光伏组件根据MPPT算法控制输出为恒定的功率,这两者的瞬时功率不平衡通常由并联在光伏组件两端的大电解电容来解决。然而电解电容寿命有限,远低于光伏组件的寿命要求,成为影响微型逆变器寿命和稳定性的决定性因素。回顾了国内外应用于光伏并网微型逆变器中的功率解耦技术,进行分类介绍并列举了不同的电路拓扑及控制方法,最后对其进行比较并指出各种方法的优缺点。     

三相电压源逆变器功率解耦控制

推导并分析了三相电压源逆变器的输出有功功率及无功功率之间的耦合关系。基于该耦合关系讨论了"V"和"P"2类不同的耦合规范型及对应的解耦方法。将2类解耦方法应用于功率的控制,并通过仿真试验对结果进行了分析比较。仿真结果表明,"P"型规范解耦能实现对三相逆变器输出功率的精确控制。     

基于交流采样技术的电能参数测量仪器研究

首先介绍了电能信号检测中采用的虚拟地、相位检测和软件锁相等新方法;其次介绍了电能参数测量仪的电能参数和谐波分析的原理方法,在硬件上采用交流采样技术,使用基于Cortex-M3内核控制器STM32f103,采用该控制器能有效简化硬件电路并保证测量精度;软件上采用μC/OS-Ⅱ多任务实时操作系统,并移植了μCGUI嵌入式图...     

基于直接交交变换技术的单相有源滤波器分析

应用逆变技术的传统有源滤波器需要采用电解电容器组进行储能,具有体积大、价格高且可靠性低等缺点。针对这一问题,文中研究了一种无需直流储能单元的单相交交型有源滤波器。介绍了基于偶次谐波调制技术的无功和谐波综合补偿原理,采用傅里叶级数法和数据拟合方法得到了占空比中各偶次调制项与补偿电流中各奇次分量之间的频率、数量对应关系。针对偶次调制波耦合控制的问题,提出了一种解耦调制策略,使得系统补偿精度和稳定性提高,设计了单相综合补偿方案,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和所提方案的可行性。     

并联有源电力滤波器交流侧输出滤波器设计

针对输出滤波器存在的放大网侧电流畸变率、阻尼电阻发热严重的问题,提出一种工程化有源电力滤波器交流侧输出滤波器参数设计方法.采用二阶高通滤波器作为有源电力滤波器输出滤波器拓扑,在综合考虑输出滤波器的开关纹波滤波效果与电流畸变率、电容无功容量、电阻功耗之间关系的基础上,结合理论分析、仿真、实验研究,设计总结了并联有源电力滤波器输出滤波器的参数选择方法.采用该方法为50kVA并联有源电力滤波器设计了一套输出滤波器.实验结果表明:加装输出滤波器后,电流纹波抑制到滤波前的1/4以下,网侧电流畸变率增大约1个点,滤波电阻上90%以上的工频电流被旁路,电阻发热得到有效控制,实验结果验证了该输出滤波器设计方法的有效性.     

高压直流输电系统交流侧谐波分析及滤波配置的探讨

概述了直流输电系统中谐波的危害,用傅立叶级数分析了换流器交流侧的特征谐波和非特征谐波,提出了输电系统中交流滤波器的基本配置方案,介绍了实际运行情况的交流滤波器优化配置和滤波效果。     

Characteristic of an AC chopper circuit with LC filters in the input and output side

LC filters are connected to both the input and output side of the AC chopper circuit in order to remove the switching ripple and harmonics. Characteristics of THD and input power factor are examined by simulation and experiments. When the load is resistive, characteristics are minimally influenced by the filters. In the case of an inductive load, since two poles exist owing to the input and output filters, waveform distortion becomes large. This paper shows that THD can be improved by reducing input filter capacitance. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 155(2): 45–52, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20304     

光伏电站交流侧评估测试分析研究

目前,可再生能源受到了各国政府的高度重视,太阳能作为诸多永续利用的清洁能源中的一种,其开发和利用价值已成为各国可持续发展战略中的重要组成部分。选取了上海航天宁东一期100 MWp光伏电站项目具体实例,针对升压站交流侧一定数量并具有代表性的设备进行测试,运用科学的测试方法并对试验数据进行详细的整理分析,结合数学理论算法,最终计算出光伏电站交流侧典型日功率损耗率及电站发电效率,找出影响发电量的因素和解决办法。为光伏电站提供第一手数据资料,并对后期运维提出提供科学、合理、完善的管理及建议。     

柔性直流配电系统换流器交流侧接地故障的分析

柔性直流配电网中的换流器若经联结变压器接入交流电网,联结变与换流阀之间发生绝缘损坏会产生换流器交流侧接地故障。接地故障对系统运行的影响及其保护方案值得研究。首先分析了柔性直流配电网中各部分的共模等效模型。考虑联结变不同的接地方式,建立了一个典型的五端柔性直流配电系统共模等效电路。推导了各端基频共模电流、电压的计算公式。其次考虑系统可能存在的各种谐振,提出了一种基于换流器直流侧基频共模电流、电压以及功率方向的多端柔性直流配电系统交流侧接地故障的保护方案。最后在PSCAD仿真平台上进行了验证。