电力电子变压器控制策略研究

传统的工频变压器体积大、重量重、效率低,严重制约了车载电传动系统的整体性能的进一步提升。采用无工频变压器的电力电子变压器技术通过高压电力电子技术实现电能变换,由其为核心构成新型轻量化、高能效的电传动系统,可以彻底摆脱传统对工频变压器的依赖。本文对电力电子变压器的主电路拓扑结构和控制策略进行深入研究。在Matlab/Simulink仿真环境下对主电路拓扑及控制策略进行验证,证明主电路拓扑结构的合理性和控制策略的有效性。     

电力电子变压器自治运行控制策略

针对应用于交直流配电网的电力电子变压器,根据孤岛模式下配电网的运行特性,提出了一种应用于孤岛模式的自治运行控制策略,通过建立全局化的多端口传输模型,统一各端口的运行状态,协调各端口的能量交换,充分发挥电力电子变压器各个端口能量互通、相互支撑的优势,实现配电网的自治运行。搭建了含电力电子变压器的交直流配电网仿真系统,验证了控制策略的有效性。     

级联型电力电子变压器控制策略研究

针对模块级联型电力电子变压器(PET)高压级输出电压和隔离级功率传输不均衡问题,提出高压级采用电压均衡控制,隔离级采用功率均衡控制来解决,低压级采用电压重复控制,以减小逆变器输出谐波,提高PET输出的电能质量。隔离级和低压级输出采用并联的连接方式,避免了低压级不平衡对高压级产生影响。仿真结果验证了上述控制策略与连接方式的正确性与有效性。     

一种电力电子变压器的控制策略研究

对一种基于双向DC-DC变换器的电力电子变压器进行了深入分析,针对现有电力电子变压器整流侧所采用基于D-Q变换均压控制算法复杂的问题,提出一种基于电压排序的直流电容电压平衡控制算法,无需单相D-Q变换,简化了控制结构,提高了均压控制效果。针对现有电力电子变压器多DC-DC单元并联的功率均衡控制所需要信号采样多的问题,提出一种不需要电流采样DC-DC单元并联均功率控制策略,减小了采集信号数量。仿真和实验结果验证了文中所提出控制策略有效性。     

级联式电力电子变压器非线性综合控制策略

级联式电力电子变压器为多变量耦合的复杂非线性系统,该文基于微分几何非线性控制理论,提出电力电子变压器非线性综合控制策略。根据系统多端口及内部变量控制目标,首先建立级联式电力电子变压器多变量仿射非线性模型。其次,基于微分几何多输入多输出精确线性化原理,对其非线性坐标变换和状态反馈律进行推导,并采用二阶系统极点配置法进行控制参数设计,得到系统非线性综合协调控制策略。该策略可将系统精确线性化,从而简化和明确控制参数整定过程,按需求调节各变量控制带宽,提高大扰动时系统多目标动态响应;且可直接实现子模块均衡控制。最后,通过仿真和实验与传统控制方法进行对比,验证了所提控制策略的有效性及优越性。     

基于复合控制的电力电子变压器控制策略研究

在电力电子变压器（PET）中,针对高频变压器连接的输入级与输出级的变换器,现有的调制方法由电压、电流矢量计算和占空比组成,使得控制策略太复杂。在本文中,提出了一种复合控制应用在整个系统中,复合控制器由前馈解耦控制和智能预测控制两部分组成。前馈控制将基于PET系统中的交叉耦合电势进行完全解耦,然后智能预测控制通过的离散模型来预测电路变量,确保交流输出的电流参考值最接近前馈项的估计值。并且在下一个采样周期,选择最合适的开关状态来驱动功率器件。对系统输入和输出之间的不同电压幅值以及负载功率的变化进行仿真实验,仿真结果表明能够改善系统的稳态性能以及抗干扰能力,并得到单位功率因数运行,研究表明了所提出方法的正确性和有效性。     

电力电子变压器电路拓扑与控制策略研究

介绍了与传统电力变压器的概念有着极大不同的电力电子变压器。着重分析了电力电子变压器的工作原理及其主要拓扑结构、典型控制策略，并对拓扑和控制策略提出了多项改进措施。在此基础上，探讨了实现电力电子变压器的关键技术，并提出了有效的解决方案。最后根据交流柔性输电技术发展的需求，提出了电力电子变压器的多项扩展功能。     

级联模块化光伏电力电子变压器控制策略研究

基于级联H桥(CHB)拓扑的光伏电力电子变压器(PET)具有模块化结构以及无工频变压器直接与中压电网连接等优点,在高压大功率光伏发电应用中有很大优势。结合其特点,提出适用于光伏PET的控制策略,不仅能够实现对电网电流、H桥直流母线电压、公共直流母线电压以及模块间功率均衡的控制,而且性能较好。通过实验结果验证了所提控制方法的有效性。     

电力电子变压器在电网故障中的控制策略

电力电子变压器不但能完成常规电力变压器的基本功能,还具有优良的控制性能。为改善电力电子变压器在电网故障时的控制效果,首先分析了电力电子变压器拓扑结构,然后通过对传统PI控制器加入复数积分和微分环节,提出了一种适用于不对称故障的电力电子变压器控制策略,减小稳态误差并提高动态响应速度。最后将该控制策略应用于发生单相接地故障的配电网中进行仿真分析。结果表明,所设计的电力电子变压器具有良好的稳态控制效果,在电网发生故障时仍能保证稳定输出三相电压。     

电力电子变压器在输电系统中的控制策略研究

电力电子变压器(PET—PowerElectronicTransformer)是一种新型的电能转换设备,它通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递。研究了PET在电力系统中的控制问题,提出了在单机无穷大系统中与发电机相连的PET的控制策略,并在MATLAB环境中进行了时域仿真研究。仿真结果表明,在系统中出现扰动的条件下,PET能有效的提高系统阻尼,改善系统电压特性,提高了电力系统的稳定性。     

电网不平衡故障下电力电子变压器控制策略

针对电网不平衡故障下电力电子变压器(power electronic transformer,PET)高压级的相间均压问题和对电网电压的支撑问题,首先对负序电流注入法进行了研究,推导了需注入的负序电流幅值和相位,分析了有功电流和负序电流对电网公共连接点(point of common coupling,PCC)电压的影响,然后提出了一种新的适用于PET相间均压的零序电压注入法。仿真结果表明,电网故障时,PET仅传输有功功率,会降低PCC点正序电压,输出无功后可有效支撑电网电压。负序电流注入法和零序电压注入法均可实现高压级相间均压,但负序电流注入法需高压级具备更大的电流应力,且抬升了电网负序电压,而采用零序电压注入法时,高压级三相电流对称,对电网负序电压无影响。PET隔离级所有双有源桥(dual active bridge,DAB)传输功率均衡,低压级输出电压和功率恒定,不受电网故障的影响。     

电子电力变压器并联运行的自适应下垂控制策略

电子电力变压器(EPT)采用并联运行方式,可以提高电网供电的可靠性。在并联过程中下垂控制策略应用最为广泛。传统的下垂控制在线路阻抗不相等时会导致负荷分配不均并产生环流。为解决这一问题,提出了一种自适应下垂控制策略,将并联运行的EPT输出级功率的一次函数变成P、Q的二次函数,根据各自的额定容量求出对应的功率比例,调节实际输出功率,使EPT按额定容量成正比分配负荷,减小了线路阻抗不均造成的影响。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,并联系统动态性能良好,仿真结果验证了所提出控制策略的有效性和可行性。     

电力电子变压器在输电系统中的控制策略研究

电力电子变压器(PET-Power Electronic Transformer)是一种新型的电能转换设备,它通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递.研究了PET在电力系统中的控制问题,提出了在单机无穷大系统中与发电机相连的PET的控制策略,并在MATLAB环境中进行了时域仿真研究.仿真结果表明,在系统中出现扰动的条件下,PET能有效的提高系统阻尼,改善系统电压特性,提高了电力系统的稳定性.     

电力电子变压器公共冗余结构及容错控制策略

电力电子变压器(PET)包含大量电力电子器件,其子模块故障率相对较高,严重影响了供电可靠性.为提高级联H桥型PET的可靠性及容错能力,针对级联H桥的结构及运行特点,提出了 一种双子模块公共冗余结构.该结构通过双向开关切换阵列灵活切换2个冗余子模块之间的连接方式,能够在PET内部任意单子模块和双子模块故障情况下实现备用功...     

电力电子变压器非正序电压补偿控制策略

三相不平衡是配电网常见的扰动之一,它会使电力电子变压器内部级联模块产生功率偏差,破坏高压直流链路层各个级联模块功率平衡,导致直流母线电压波动。传统解决方法多采用功率反馈型被动控制策略,这里通过对级联型电力电子变压器并网逆变器直流链路层三相功率方程的分析,提出主动补偿序电压调节三相功率流动方法,目的是使三相功率重新平衡,保持直流母线电压稳定。还分析了零序电压补偿法和负序电压补偿法的作用机理,简要讨论了两种方法在实际应用中的差异。仿真及实验分析表明,序电压补偿法具有良好的跟踪控制性能,响应快,且具有抗干扰能力强、暂态性能优越等特点。     

配电网中自平衡电力电子变压器控制策略研究

采用由三相H桥级联整流器,带双主动桥高频变压器和交错并联的单相逆变器组成的三级式自平衡电力电子变压器的拓扑结构。着重介绍了各部分的控制策略,高压级整流器采用分层控制并引入交换载波控制,双主动桥则采用了单移相控制,而单相逆变器采用准比例谐振控制,同时加入基于虚拟阻抗的下垂控制策略,以抑制电路环流。针对三相电压平衡和不平衡的不同情况,进行了仿真验证,结果表明电力电子变压器均可正常运行。     

多电平直流链电力电子变压器控制策略研究

多电平直流链电力电子变压器(PET)中间级子模块拓扑包括半桥和双有源桥两部分。直流链两端电路不同的结构和控制策略会造成直流链电压的波动和不稳定。传统控制策略需要大量电流传感器,并且控制链路上的低通滤波器影响了系统的动态响应。文中提出了一种多电平直流链PET的控制策略,由串并联功率模块中的半桥电路稳定直流链总输出电压,由双有源桥电路实现直流链不同模块之间的均压。同时,所提控制策略只需要中压直流端口连接电感处的一个电流传感器,所有功率模块均不使用电流传感器,节省了系统的成本。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

级联式电力电子变压器的电压平衡控制策略

针对中压配电网中普遍存在的三相不对称现象,采用级联H桥分离直流母线结构的电力电子变压器,为了解决直流侧电压平衡问题,在输入电压和输出负载不对称时,提出了一种新的负序电压注入法控制相间直流电容电压平衡,建立了每相平均功率与负序电压之间的关系,在dq坐标系中对负序电压进行了计算,避免了复杂的三角函数求解。计算结果中不含电网电流,无需对电流进行正负序分离,只需采用单电流内环控制。另外,在输出级采用调节占空比的方法实现相内直流电容电压的平衡控制。仿真结果表明了所提控制策略的有效性。     

面向中压配电网的电力电子变压器控制策略研究

为实现电力电子变压器在电力系统中保证各环节稳定工作以及良好的电能质量,根据电力电子变压器的自身特点,采用分级策略控制其运行工作,输入级与隔离级分别采用电压电流双闭环和电压闭环控制,用以稳定后逆变器的直流电压;输出级采用电压单闭环控制和恒频恒压(V/f)控制。搭建了基于Matlab/Simulink的三级电力电子变压器中压配电仿真系统,通过仿真实验验证了PET在两种控制策略下都能够输出稳定的三相电压电流,同时有效减少了谐波污染;对比不同控制策略下系统各环节的波形变化情况,对电力电子变压器在中压配电网的工程应用具有一定参考价值。     

电力电子变压器

正电力电子变压器是由高频变压器和AC/DC, AC/AC,DC/AC等电力电子变换环节构成的新型设备,通常其高压、低压侧均提供交流、直流端口,可实现电能的多向流动。电力电子变压器不仅具有传统铁芯式交流变压器全部功能,还可实现交流侧无功功率补偿、谐波治理、新能源/储能设备直流接入、端口间故障隔离等新功能。