基于随机脉宽调制技术简化中频电源输出滤波器

在分析逆变器控制模型的基础上,将单极倍频和随机脉宽调制技术用于逆变器波形调制,有效提高逆变器等效开关频率,并明显降低开关频率处的离散谐波幅值.分析了随机信号对开关函数功率谱密度特性的影响,据此提出随机脉宽调制技术的实用化设计方法.改进后逆变器输出滤波器的截止频率可以取较高值,保证足够的控制系统带宽,有效提高逆变器输出电...     

采用随机脉宽调制技术降低电力有源滤波器开关谐波

近年来,电力有源滤波器广泛用于抑制电网谐波、提高电力系统电能质量。对于电网而言,基于脉宽调制技术的有源滤波器等效为高频谐波源,产生开关频率及其倍频成分谐波,引发电磁兼容性问题。随机脉宽调制技术将开关频率随机化,使得开关频率处幅值较大的离散谐波扩展为一定带宽内幅值较小的连续谐波,从而降低开关谐波幅值。论文选取随机脉宽调制技术用于抑制有源滤波器开关谐波,并在此基础上简化电力有源滤波器输出滤波环节,减少设备成本,降低控制系统设计难度。详细分析随机信号对开关函数功率谱密度特性的影响,并据此提出随机脉宽调制技术的实用化设计方法。仿真和实验结果验证了论文方案的有效性。     

新能源与电能变换：系统集成、技术融合及应用展望

本文讨论了对于新能源供电系统与电能变换装置应用具有重要作用的问题，着重探讨电力电子变换、系统集成和技术融合。论文首先论述了风力发电、太阳能电池和燃料电池等几种新能源的供电方式，并提出电源变换在新能源电力系统中的核心作用是值得注意的共性问题和关键技术。为此，电能变换装置特别是直流变换器和交流逆变器被广泛地用于新能源电力系统，以组成集成供电系统。论文进一步提出了技术融合的思想，将现代电源技术、功率变换技术、控制方法、安全保护及智能管理等结合成一种综合方法来解决目前面临的问题，并展望了新能源电力系统的在混合供电、分布式电力系统和便携式电源等方面的应用前景。     

新能源与电能变换：系统集成、技术融合及应用展望

本文主要阐述电能变换装置在新能源供电系统中的核心作用,以及电力电子变换技术与现代电源技术的融合,研究几种电能混合供电方式,重点探讨集成供电系统的电源变换、智能管理及安全控制等问题,并展望了新能源供电系统的应用前景。     

基于改进能量集中度的S变换与随机森林的电能质量扰动识别

鉴于S变换的窗口函数对不同频带信号的自适应能力差,提出一种新型的改进S变换(Modified S-Transform,MST),该方法通过引入四个辅助参数,优化高斯窗函数尺度因子的自适应能力,使改进S变换的能量集中度最大化,获得了更出色的时频分辨能力。建立了基于扰动信号幅值和相位的特征值评价体系,采用随机森林(Random Forest,RF)算法对包括标准信号和电压暂降、电压暂升、高次谐波、暂态振荡等10种扰动信号共11类电能质量信号分类识别。与已有文献采用的决策树、支持向量机和神经网络分类结果进行了对比分析,仿真试验结果表明,该方法分类准确率高,抗干扰能力强,且在训练样本少、低信噪比(Signal-to-Noise Radio,SNR)条件下分类结果优势明显。     

基于分段改进S变换和随机森林的复合电能质量扰动识别方法

各类分布式设备和智能设备接入电力系统,使得电力系统对电能的波动越来越敏感,这导致对电能质量扰动(PQD)的识别和处理变得越来越重要。通过将分段改进S变换(SMST)和随机森林(RF)算法相结合,提出了一种用于复杂噪声环境下PQD识别的新方法。首先,基于检测误差和峰度对SMST的不同频段进行分别调参,并使用SMST提取待检测信号的75种时频特征,构成原始特征集。然后,改进分类回归树(CART)的节点分裂过程,加入了离散值处理策略并使用Gini指数的下降作为新的节点分裂规则。同时,在下次节点分裂前,将基尼指数下降值为零的特征从特征集中删除。最后,使用改进的CART算法构建了RF分类器并对复合PQD信号进行分类。实验证明,在不同的信噪比条件下,新方法均能有效识别多数单一PQD信号和常见的双重复合PQD信号。虽然新方法在运行效率方面仍有一定的改进空间,但其在不同层面上的改进均能有效提升PQD识别精度,且平均分类精度明显高于各类传统PQD识别方法。     

基于小波变换与希尔伯特-黄变换的微电网暂态电能质量扰动检测及辨识研究

由于可再生能源接入微电网会给其带来很多电能质量问题,因而对微电网的电能质量信号进行检测及辨识十分必要。但在对电能质量信号进行采集与检测的过程中极易受到噪声的干扰,有效地降低信号中的噪声且完整地保留下反映信号突变特征的奇异点是检测其电能质量扰动的基础。而传统检测方法基本只适用于稳态电能质量扰动且抗噪性较低。为提高在噪声条件下检测的准确性,本文提出了一种基于小波变换和希尔伯特-黄变换的微电网暂态电能质量扰动检测及辨识的方法。该方法使用小波阈值去噪方法消除信号噪声,并利用小波变换和希尔伯特-黄变换对微电网暂态电能质量扰动进行辨识及检测,同时进行了计算机仿真验证,仿真结果表明:该方法去噪效果明显、辨识效果显著、检测精度高、实用性强。     

电网谐波抑制技术及提高电能质量的方法研究

电力电子器件等大量新型非线性负载的不断应用加剧了电网的谐波问题,直接导致了电网电能质量的大幅下降,此外,电网电压的不稳定性,例如电压的波动、闪变及其短暂中断等也对电能质量带来了严重的威胁。因此,本文重点就电网电能质量中存在的基本问题进行了分析,并重点就电网的谐波抑制技术及稳定电压的策略进行了研究,以期为电网的可靠运行提供借鉴。     

新能源逆变系统中VSG控制时随机激励的谐波抑制研究

虚拟同步发电机通过模拟同步发电机的外特性,为系统提供惯量及阻尼支撑,使逆变系统能安全稳定运行。由于新能源逆变系统中非线性负荷的存在,系统的输出谐波受到污染,影响输出的电能质量。为优化系统输出,本文结合VSG控制算法,在有噪声的系统PWM调制波中引入一个随机激励,再和载波比较而生成驱动信号。通过电压功率谱密度对其谐波分布情况进行分析。仿真结果显示,采用随机激励的方法对VSG逆变器的输出电压波形有一定程度的改善,与引入随机激励前相比,输出的A、B、C三相电压的总谐波因素（THD）分别降低了11.32%、11.60%和11.42%,表明了本方法的合理性及有效性并适用于工程应用中。     

基于马尔可夫链的双随机PWM技术研究

开关功率变换器中应用双随机调制技术能有效地减小传导EMI,改善系统电磁兼容性,但引起了变换器输出电压脉动增加,精度降低.本文构建了两个独立的马尔可夫(Markov)状态转移概率矩阵,并将其引入到双随机调制技术中,建立了基于Markov链的双随机调制DC/DC变换器系统仿真功能模块.由系统仿真提供的结果表明,双随机调制方式中引入马尔可夫链,在不影响连续功率频谱特性的前提下,能有效地改善变换器的输出电压精度.     

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。     

高功率因数三相脉冲宽度调制整流器的研制

三相整流器可以实现单位功率因数运行和低谐波含量,可以有效减少电力电子设备对电网的干扰,而且有利于大功率场合应用。以TMS320F2812为控制芯片,介绍了一款14 kW三相电压型脉冲宽度调制整流器的研制,并给出试验结果。     

单相逆变器随机PWM选择性消谐滞环随机扩频方法

在随机脉冲宽度调制(RPWM)中,要求逆变器的瞬时开关频率分布在较宽的频率范围内,以获得较好的随机性.然而,当开关频率持续偏高时,逆变器的开关损耗将会增加;当开关频率持续较低时,会引起输出电流纹波的增加.现有的RPWM选择性谐波消除方法在随机扩频的过程中不能有效地控制逆变器的开关频率.该文提出一种单相逆变器RPWM选择...     

级联式电力电子变压器混合脉宽调制谐波分析及均衡控制

针对基于级联H桥及隔离双向DC/DC变换器的电力电子变压器,提出一种混合工频和高频调制的混合脉宽调制(HPWM)策略。基于波形合成原理及双重傅里叶积分方法,对5电平级联H桥HPWM输出电压频谱表达式进行了理论推导,并与载波移相调制时输出电压谐波特性进行对比。结果表明HPWM输出电压波形仅含有基波与载波边带谐波,在不增加谐波总畸变率的同时可降低系统开关频率。为解决HPWM时各模块开关模式不对称造成的中间直流电压不均衡问题,提出一种前级级联H桥采用开关函数轮换控制与后级隔离双向DC/DC变换器电压反馈加前馈控制相结合的子模块均衡控制策略,有效确保子模块功率及电容电压处于相同的动态变化范围。仿真和实验结果验证了HPWM谐波分析的正确性及所提控制策略的有效性。     

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。     

基于IGBT器件串联的MMC随机零序分量注入PWM方法

随着模块化多电平换流器的发展,提高模块化多电平换流器(MMC)的容量及电压等级成为研究热点。通过建立绝缘栅双极型晶体管(IGBT)串联模块化下的MMC换流器模型,考察载波移相调制策略下换流器的输出电压畸变情况,以及在开关频率处的电磁噪声幅值。提出一种随机零序分量注入脉宽调制(PWM)方式,并基于随机过程原理,对比不同随机PWM下开关函数的功率谱密度,并从理论和仿真两个方面研究随机PWM对MMC换流器的降噪效果。仿真结果表明,提出的随机PWM方式简单有效,能明显降低大容量高电压的MMC换流器的噪声。     

基于三维空间矢量脉冲宽度调制的三相四线制有源电力滤波器

建立了三相四线制三桥臂有源滤波器的主电路拓扑和数学模型,提出了一种新型三维空间矢量脉冲宽度调制的控制算法,结合直流侧电压控制模型对其进行闭环控制。经试验验证,获得了良好的补偿效果。     

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。     

基于DSP生成正弦脉冲宽度调制在逆变电源中的研究

提出了一种在数字信号处理器TMS320F2812上生成正弦脉冲宽度调制（SPWM）波的方法,为实现逆变电源的全数字控制提供了有效途径。对SPWM波形生成原理和软件设计方法进行了分析,提出了相应的方案,并且对其进行了实验验证。实验结果可以满足实际需要,在逆变电源中得到广泛的应用。     

交流调速系统脉宽调制方法研究

对于交流调速系统中脉宽调制(PWM)过程同时应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)和特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM),低频时采用SVPWM,中频时采用SHEPWM。这种混合调制方法避免低频时SHEPWM计算存储量较大和中频时SVPWM谐波特性变差等问题。采用一种谐波电流过零点切换方法,实现了SHEPWM中开关角个数由5~1逐步切换过程的平滑过渡;在与SVPWM的切换过程中,采用参考电压矢量同相切换方法,实现了混合调制之间的平滑过渡。仿真结果验证了理论的正确性。