基于双输入双向脉冲电压单元的三相航空静止变流器

该文提出一系列双输入双Buck脉冲电压单元,进一步提出三相双输入航空静止变流器拓扑族.该拓扑族无桥臂直通风险,可以四象限工作,同时实现一个电压周期内负载的五电平输出,有效地减小了谐波含量.该文详细分析拓扑族的四象限工作模态,提出适用于该拓扑族的双载波自适应调制策略,并建立拓扑族的数学模型,推导基于小信号模型的传递函数,进行系统电压-电流双闭环参数设计、动态性能分析等研究.实验结果说明,该文提出的双输入双向脉冲电压单元、拓扑族结构、调制策略具有可行性,验证了三相航空静止变流器数学模型、传递函数、参数设计的正确性,以及系统在负载变化时的快速响应能力.     

面向直流输电的双馈风电机组并网拓扑及控制技术

提出了一种面向直流输电的双馈风电机组并网拓扑及其控制策略,该拓扑利用双馈风电机组内部直流母线接入直流电网,采用间接气隙磁链定向策略及气隙电势定向策略控制变流器,确保双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)生成幅值和相位稳定的三相正弦气隙电势,同时灵活调节DFIG向直流母线输送的有功功率。此外还分析了所提拓扑下DFIG全转速范围内的控制策略。最后,构建了DFIG直流并网输电实验系统,验证了所提拓扑及其控制策略的可行性。     

双三相永磁同步发电机母线串联电压平衡控制策略研究

针对双三相永磁发电机在变流器串联实现中压并网时存在母线电压漂移的问题,提出一种双三相PMSG经整流器变流后的母线侧串联的拓扑结构,对该拓扑结构下基于最大四矢量法调制时母线串联时中点电位不平衡的现象,提出了一种母线中点电压平衡控制策略,该控制策略通过对谐波子空间y轴进行电流注入,消除了母线电压不平衡的问题,为多相电机中压并网提供了理论依据。仿真和实验验证了提出控制策略的有效性。     

一种双馈风力电机网侧变流器控制策略的研究

根据双馈风力发电机的运行特点,设计了网侧三相电压型变流器.在分析变流器数学模型的基础上.采用解耦控制,前馈控制和双闭环控制,实现了能量的双向流动.实验结果与理论分析表明,具有双闭环控制的网侧变流器能够有效地稳定直流侧电压,并能很好地控制网侧电流,整个系统具有良好的静态和动态特性.     

开绕组无刷双馈风力发电机直接功率控制容错策略

针对无刷双馈发电机提出了一种控制绕组采用开绕组拓扑(OW-BDFG)的馈电方案,将三相控制绕组两端打开分别连接变流器构成双两电平变流器(D-TLCs)馈电拓扑,对机侧变流器功率器件IGBT因故障切除后的容错控制策略进行深入分析,提出了功率偏差比较直接功率控制(PEC-DPC)的D-TLCs电压空间矢量优化方案。对比分析了8/4极25 kW样机的仿真及实验结果,表明：当机侧变流器1个或2个IGBT被切除后,所提OW-BDFG的PEC-DPC仍可实现变速恒频、最大功率点跟踪及单位功率因数控制,进一步提高了该发电机系统的可靠性和鲁棒性。     

海上风电柔性直流输电变流器的研究与开发

基于可关断电力电子器件和PWM技术,结合海上风电场长距离直流输电的特点,对海上风电柔性直流输电变流器进行了分析和研究.根据变流器主电路拓扑结构建立了系统在三相静止abc坐标系和两相旋转d-q坐标系下的数学模型;变流器控制系统采用双闭环控制,选取前馈解耦控制策略对电流内环的有功、无功电流进行解耦;同时引入电流状态反馈和网侧电压前馈补偿,提高了系统的动态性能和抗干扰能力;系统采用五段式空间矢量PWM调制方法,有效地降低了开关频率,减少开关损耗.仿真结果证明,该变流器适用于海上风电场柔性直流输电系统.     

一种整流级为三相四开关的变频器拓扑及控制方法

提出一种整流级为三相四开关的双PWM变频器拓扑,该拓扑具有结构简单、整流级可控的特点,是高性能、低成本变频器的优良解决方案.针对该变频器拓扑,重点研究了变频器整流级的工作原理和控制策略,提出一种新型的整流级电流控制器.逆变器级采用矢量控制技术.MATLAB仿真结果表明,基于该变频器的调速系统具有理想的动态性能和稳态性能,该拓扑结构和控制方法正确、可行.     

一种简化T型滤波器的双馈风力发电整流器

在现今风力发电领域,大多采用双馈变速恒频风力发电机,配合两电平电压型三相PWM整流器以获得较好的并网发电效果.由于PWM整流器会在电网侧产生较大的谐波电流,所以必须采用性价比较好的滤波器进行谐波治理.针对双馈风力发电系统的变流器,提出一种简化滤波器的整流器拓扑结构和控制方法,分析了此方法的优点,并且进行了仿真和实验验证.通过仿真和真实系统运行检验了这种简化滤波器整流器的合理性.     

双端口多功能交-直流双PWM变流器控制策略

针对传统中大功率密度的交-直流PWM变流器存在输出直流电压降压困难、电路设计复杂的问题,提出一种以三相交-直流变换和三重化直-直流变换为核心的交-直流双PWM变流器电路拓扑.在分析其工作原理,建立数学模型的基础上,综合运用软件锁相技术,瞬时无功理论,正序、负序、零序分解理论,自动限流及均流控制.同时采用交流电网和(或)直流电网双端口供电方式,实现交直流能量的双向流动.在理论分析和仿真研究的基础上,完成了380kW原理样机的研制.样机实验结果表明:采用该控制策略的双PWM变流器具备了充电器、不间断电源、无功补偿器等多种功能,同时输出直流电压调节范围宽、电路设计简洁且具有扩展性.     

储能系统中三相交错式双向DC-DC变流器的仿真研究

针对储能系统中大功率变流器的直流电压变换的需求,采用三相交错式双向DC-DC变流器拓扑结构,有效的弥补了传统单相DC-DC变流器的不足,结合一种移相均流控制策略,能获得较好的电压、电流波形,减小了电池侧输出电流纹波量,并一定程度上保障了电池寿命。最后通过Matlab/SIMULINK平台验证了理论的正确性。     

基于改进PR控制器的新能源并网检测平台设计

提出一种新能源并网检测平台,用于并网逆变器的性能检测。该平台采用背靠背式PWM变换器的电路拓扑结构,整流器采用基于LC滤波的三相整流器,逆变器采用三个H桥逆变器,分别发生三相电压。检测平台采用电压电流双环控制策略,能够模拟电网电压幅值跌落、三相不平衡、电压谐波及频率偏差等电能质量实际运行情况。为提高输出电压稳态精度,提出一种基波和谐波分开控制的改进的PR控制器,应用于逆变器的控制系统,通过极点配置的方式进行控制参数设计。实验验证了该方法的有效性和可行性。     

四桥臂三相逆变器的控制策略

提出了一种新型的三相四线逆变器,它有四个桥臂,第四个桥臂用来构成中点,从而省去了三相三桥臂逆变器中的中点形成变压器,减小了逆变器的体积和重量。针对这种逆变器,本文提出了一种电流调节器,它根据三相滤波电感电流和给定电流的误差值最大的那相选择逆变器的开关模态。为了消除输出相电压的静态误差,本文讨论了一种基于ＰＩ调节器改进的电压调节方案。仿真结果表明,本文的思路是可行的。本文为构造大功率、高效率的三相四线逆变器提供了可靠的理论基础。     

四桥臂三相逆变器的解耦控制

四桥臂三相逆变器是针对三相不平衡或非线性负载供电提出来的。由于第四桥臂的滤波电感引起的耦合效应，使三相电压的控制变得十分复杂。该文针对这一问题，提出了一种解耦控制策略，将滤波电感看成电源内部阻抗，并从改变电源内部阻抗思想出发，推导出变换关系，使三相电压控制实现解耦，将复杂的三相电压的控制，转化为单相电压控制问题，同时，解决了第四桥臂电感值的选择问题。该变换需要的参数和变量较少，简化了四桥臂三相逆变器的控制算法。以该解耦变换思想为基础，构造了四桥臂三相逆变器控制系统。仿真结果显示，该逆变器可带任意负载，且具有良好的动态特性和静态特性.     

三相电压型逆变器的空间矢量脉宽调制技术

针对传统正弦脉宽调制(SPWM)技术的不足,介绍了空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术在三相电压型逆变器中的应用。建立了三相PWM逆变器的数学模型,对SVPWM技术的基本原理进行了分析,在两相静止坐标系下对具体的控制算法进行了推导。在Matlab/Simulink环境下,建立了SVPWM驱动的三相电压型逆变器模型。利用Simulink动态仿真工具实现对SVPWM控制算法的仿真。仿真结果表明,设计方法可行,仿真模型正确。     

基于IGA的PID控制软开关静止变流器的研究

针对如何改善静止变流器输出电压波形质量、减小开关损耗等问题,提出一种基于改进遗传算法(ImprovedGenetic Algorithm,IGA)的PID控制策略,该方法可在全局空间内对PID参数进行寻优,并能迅速收敛到全局最优解。设计以三相ZVZCT软开关逆变器为主功率变换器、DSP芯片TMS320LF2407为主处理单元的静止变流器实现方案,并制作调试了一台600 VA原理样机。实验结果表明,基于改进遗传算法的PID数字控制软开关静止变流器,变换效率高,开关损耗低,输出电压波形好。     

低共模电压三相准单级逆变器空间矢量调制策略

由于部分光伏功率可单级传输馈入电网,三相准单级逆变器的变换效率高于传统三相两级式逆变器,但共模电压幅值和频率变化量较高.提出一种适用于三相准单级逆变器的低共模电压空间矢量调制(LCSVPWM)策略,通过舍弃部分小矢量和替换零矢量,降低了共模电压幅值和频率的变化量.此外,通过理论计算,比较了三相准单级逆变器分别采用传统空...     

Sinusoidal Pulse-width Modulated Three-phase Multi-level Inverter Topology

Abstract—This article presents a sinusoidal pulse-width modulated three-phase multi-level inverter topology. In this configuration, the basic two-level, three-phase inverter is modified to synthesize higher voltage levels by the insertion of two auxiliary switches per phase leg. The multi-level inverter configuration generates output voltage levels similar to the corresponding well-known conventional diode-clamped flying capacitors and cascaded H-bridge inverters but with fewer power circuit components and more simplicity. For output voltage and frequency variations demanded by such applications as variable-speed drives, active power filters, photovoltaic power conversions, etc., the sinusoidal pulse-width modulation technique is employed in the generation of the gating signals for the proposed three-phase multi-level inverter. A balanced three-phase R-L load is applied at the inverter output terminals, and the inverter performance is compared with that of other sinusoidal pulse-width modulated conventional multi-level inverter configurations. The validity of the proposed multi-level inverter topology and the modulation scheme are verified through simulations and experiments.     

新型正弦脉宽调制控制电压源型动态静止无功补偿器

提出了一种适用于低压配电系统的新型动态无功补偿电路拓扑。主电路采用三相四桥臂逆变器结构,可以对负荷不平衡进行有效补偿。逆变器控制采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制,保证电压电流失真度低,并通过调节逆变器的输出电压从而动态调节静态无功补偿器(static var compensator,SVC)补偿无功功率,最终实现系统无功补偿为零的目的。通过与固定补偿电容器相结合,它能以较小的逆变器容量来补偿动态无功,提高系统的功率因数和电压稳定性。利用PSCAD/EMTDC平台对该系统进行了仿真研究。仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性。     

组合式大功率逆变电源控制系统研究

分析了组合式三相逆变电源在三相abc坐标系和同步旋转dq坐标系下的数学模型,根据三相输出电压在dq坐标系下的特点,提出将瞬时PI控制和重复控制相结合的复合控制方案,利用重复控制器抑制稳态谐波畸变,利用PI控制器提高系统的动态响应速度,抑制基波扰动。该复合控制方案通过一台450kVA三相大功率逆变电源试验验证,相关试验结果表明该方案可以得到优良的稳态和动态控制性能。     

两级式三相自然软开关DC/AC逆变器

随着可再生能源并网发电受到越来越多的关注,并网逆变器得到了广泛应用,人们期望并网逆变器在不同负载等级下和宽输入电压范围内实现均能高效率。该文提出一种两级式三相自然软开关DC/AC逆变器拓扑。该拓扑与传统带Boost升压电路的三相逆变器相比,在直流平波电容支路增加了一个辅助开关。通过适当的时序控制可以实现Boost开关管零电压开通,辅助开关工作在全软状态,输出级逆变器软开关次数比传统方案多12.5%。首先分析该种拓扑的工作原理;然后分析第2级电路的具体软化次数;最后,通过10kW样机上的实验验证理论分析。