考虑零序环流抑制的两台并联变流器不连续脉宽调制算法统一调制理论的研究

针对两台并联变流器交错载波下6种传统不连续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation,DPWM)算法引入过大零序环流的问题,文中深入讨论传统DPWM与交错载波、零序环流峰值之间的耦合机理,揭示6种传统DPWM在交错载波框架下共用两个矢量序列数据库这一关键点。为此,进一步提出统一的修正矩阵,通过对传统DPWM的调制波及其开关动作规律进行修正,替换传统DPWM矢量序列数据库中较大零序环流的矢量组合,得到6种改进型不连续调制算法。另外,提出改进型DPWM算法的统一调制策略,该策略可通过灵活地选择共模注入系数,便捷地在6种改进型算法中切换。理论分析和实验结果表明:改进型DPWM仅抑制零序环流,并未影响传统DPWM优良的电流品质和开关损耗特性。     

滑模变结构并联变流器零序环流抑制技术

为解决风力发电系统采用并联脉冲宽度调制变流器并网产生零序环流的问题,提出在常规并联变流器控制基础上增加滑模变结构零序环流控制策略,通过abc/dq0变换提取零序电流并引入到该控制策略中,利用其响应速度快、鲁棒性强、对系统参数变化不敏感的特点实现零序环流抑制.该零序环流控制策略能够有效抑制并联变流器的零序环流;在Matlab/Simulink中建立直驱式风力发电并网系统的仿真平台及控制策略并进行仿真研究,零序环流降低90％以上,验证了采用方法的正确性和有效性.     

多变流器并联系统零序环流控制方法分析

新能源技术的发展要求电力电子设备不断提高功率,促使了电力电子设备并联系统的产生。文中通过分析多个变流器并联系统的平均值模型,对多变流器并联系统的零序电流产生的原因进行了简单的分析,给出了两种可行的零序环流抑制方法。为了进一步分析两种方法的效果,文中建立了SIMULINK仿真模型。仿真结果表明,PI控制和无差拍控制均可对零序环流有较好的抑制作用。但是PI控制的抑制效果更加稳定,更加适合实际应用。     

并联T型三电平储能变流器零序环流抑制

针对共享交、直流母线的T型三电平储能变流器并联系统零序环流问题,建立并联T型三电平储能系统零序环流等效模型,并根据激励源的不同,把零序环流分为通态零序环流、开关零序环流、混合零序环流3类。首先采用一种共享直流中点方案抑制通态零序环流,其次通过一种改进型LCL滤波器方案抑制开关零序环流和混合零序环流中的高频分量,然后提出一种基于比例谐振控制的零序调制波叠加控制方案抑制开关零序环流和混合零序环流中的低频分量,最后搭建500 k W的T型三电平储能变流器并联仿真系统。仿真结果证明了文中提出的零序环流抑制策略的正确性。     

二重化并网变流器的控制及环流抑制研究

针对二重化并网变流器,建立了数学模型并分析了零序环流的产生机理。在理论分析的基础上,提出了一种有效的二重化并网变流器控制及环流抑制策略。该策略在调制部分应用正弦脉宽调制(SPWM)等效空间矢量调制(SVM)思想,提高了系统直流电压利用率,同时简化了调制策略的复杂性;该策略在控制部分采用电压电流双闭环控制策略与零序分量单闭环策略相结合的方法,较好地实现了两个并网变流器间的均流和零序环流的抑制。理论分析和实验结果表明所提策略控制方法简单易行、控制效果较好,特别适用于工业化应用。     

基于有效零矢量脉宽调制和PR控制的并联零序环流抑制

共直流母线的逆变器的并联会产生零序环流,导致逆变器三相电流不平衡、输出电流失真、系统损耗增加等问题。针对逆变器的并联零序环流问题,文中基于逆变器并联的零序环流等效模型,分析了逆变器的并联零序环流产生机理、组成成分。在上述基础上,研究了一种基于有效零矢量脉宽调制和比例—谐振(PR)控制的逆变器并联零序环流控制策略,该策略通过利用非零矢量来替换零矢量,以减少高频零序环流,通过采用PR控制的零序电流闭环控制以抑制低频零序环流。该策略具有直流电压利用率高、零序环流小的优点。实验结果验证了所述方法的有效性。     

基于混合脉宽调制的并联并网变换器控制方法

共享直流母线和交流母线的三相并网变流器并联系统可以提高系统容量,但不可避免地带来环流问题。在分析环流产生原因的基础上,研究了由于注入不同零序电压引起的环流问题,建立了环流的数学模型,提出了一种正弦脉宽调制(SPWM)与空间矢量脉宽调制(SVPWM)结合的调制方式,既能提高电压利用率,又能避免由于零序电压注入不一致引起的低频环流问题。最后,在实验室搭建了变流器并联运行的实验平台,通过相关实验验证了所提出的调制方法的可行性和有效性。     

基于电流控制电压源的并联三相变流器环流抑制控制方法

三相变流器并联运行能提高系统可靠性和传输容量,然而并联结构为环流提供了流通路径,可能导致供电质量降低,运行损耗增加,为此必须采取措施抑制环流。本文以变流器作为电流控制电压源,通过增加环路等值阻抗的方法抑制环流。经分析可知,变流器输出电压不对称及线路参数不对称引起的零序环流和谐波环流流经相同的路径,采集并联变流器系统环流,经转移阻抗计算得到输出电压,并与正常运行时的控制系统输出电压叠加,环流回路相当于增加了该转移阻抗。仿真结果表明,采用该方法且转移阻抗选择纯电阻时,零序环流和谐波环流均能进行有效抑制。     

三相并网变流器并联系统中载波不一致的环流抑制方法

在分析环流产生原因的基础上,研究了由载波不同步所引起的高频环流问题,建立了一个载波周期内的环流的数学模型,提出了根据一个开关周期内高频环流的变化特性实现载波同步的方法,将高频环流的幅值限定在一定范围内。最后通过搭建变流器并联运行平台进行相关对比实验,验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。     

一种新型的并联开关电源的均流方法

提出了一种新的用一个简单的RC网络检测电流的方法，并在这种新的电流检测方法基础上实现并联电源的均流。     

大功率逆变器PWM调制方法研究

大功率逆变器一般开关频率较低,调速范围较宽,在整个调速范围内载波比变化大,且在载波比较低时谐波含量大。通常使用一种调制方法不能满足要求,给出了一种由正弦脉宽调制、谐波消除法和方波组成的混合调制方法,在低速时使用异步正弦调制,中速时使用同步正弦调制和谐波消除法,高速时使用方波,并解决了各种方法之间的平滑切换的问题,最后进行实验验证,证明了该方法确实可行。     

风电变流器改进型断续脉宽调制策略

大功率风力发电变流器中,存在开关损耗和电流总谐波失真THD(total harmonic distortion)难以均衡的矛盾。如何优化调制方式,以提高系统效率,减小电流谐波,是大功率风电变流系统的核心技术之一。针对风电变流器宽频率、宽电压运行范围的特点,分析直驱风电变流器采用断续脉宽调制策略下的损耗和谐波性能,发现不同工况下主要关注指标不同,轻载时电能质量恶劣、开关损耗低,而重载时开关损耗严重、电能质量好;但是常用调制方式很难兼顾。为解决该问题,提出一种适用于永磁同步机直驱风电变流器的新型断续脉宽调制策略,该调制策略对开关损耗和THD的优化特性随变流器工作范围变化,实现不同工况下主要关注指标的优化。最后通过实验平台验证了该方案在重载时减小开关损耗,在轻载时降低电流谐波的有效性。     

脉宽调制技术的仿真优化

提出了在实际系统中广泛应用的脉宽调制技术（PWM）的一种计算机仿真方法。该方法在理论上能达到和实际系统相同的效果，而且更加容易实现，大大提高了仿真速度。     

单极性SPWM逆变器并联环流分析与抑制

单极性正弦脉冲宽度调制SPWM(sinusoidal pulse width modulation)具有开关损耗低、效率高、输出波形良好的优点,然而在逆变器并联系统中,使用单极性SPWM方法可能引发环流,造成系统效率降低、电流波形畸变甚至器件损坏。对比采用4种不同单极性SPWM方法时并联系统的环流产生情况发现,只有双臂斩波单极性SPWM会引发环流,并从控制结构上分析了这一环流产生的原因。此外,针对使用双臂斩波单极性SPWM的情况,提出了一种不需要额外增加硬件成本的控制方法,可以避免在逆变器并联系统中引发环流。通过仿真与实验验证了该方法的可行性与有效性。     

电流型脉冲整流器的空间矢量调制方法的研究

介绍了一种利用电压型SVPWM来产生电流型SVPWM的调制方法。该方法算法简单,有效避免了传统的电流型SVPWM波形发生技术所带来的中断嵌套等问题,避免了出现波形畸变。实验结果表明,所采用的电流型空间矢量调制方法实现简单,运行可靠。     

采用脉宽调制控制的新型故障限流器

设计了一种采用脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM)控制的具有动态串联补偿功能的故障限流器,主要由以PWM原理控制的电感、开关控制的电容器组、限流电感构成。正常时通过控制投切的电容器组实现可控串联补偿功能,故障时通过改变脉冲的占空比可得到变化的阻抗,达到可控限流的目的。采用Matlab进行数字仿真证明了该故障限流器的有效性。     

一种新型40kW软开关三相脉宽调制整流器

针对三相脉宽调制整流器开关损耗问题,研究了一种软开关三相整流器,可以只采用1个辅助开关,实现所有开关的零电压开通,并抑制二极管反向恢复。分析了软开关三相脉宽调制整流器的软开关过程,给出了谐振参数设计步骤,量化了主开关和辅助开关的通态损耗和开关损耗,设计了三相软开关整流器在电网电压不平衡条件下的控制策略,研制了40kW实验样机并完成了实验验证。