5L-ANPC逆变器中器件过电压分析及抑制

针对光伏发电系统中的五电平中点有源钳位型逆变器进行研究,分析并抑制了三类引起低压器件过电压的问题。首先,通过引入吸收电容,抑制换流回路过长引起的高关断应力;其次,优化动作时序抑制前级高压器件切换引起的低压器件过电压;然后,设计特殊的关机模式抑制传统驱动全封锁关机造成的过电压问题。最后,在60kW的实验样机上验证了电压应力抑制方法的有效性。     

改进FBM的3D复杂场景实时显示方法

分形布朗运动FBM(Fractional Brownian Motion)能真实地表现自然场景,但计算量大,运行费时,在实际的应用中对硬件的要求比较高,难以满足虚拟场景实时生成需求。三角形边界细分法能很好地满足场景实时交互的要求,但在细节描述方面不如FBM。提出一种把两者结合起来生成地形的有效算法,在FBM的基础上对各边法线进行统一方向扰动,通过比较中心点与阈值关系来控制迭代次数,最后采用滤波技术解决运动时产生的闪烁问题。实验证明该算法既能充分表现地形表面的丰富细节,又具有速度快、方便快捷的特点。     

带谐波抑制策略的三电平脉冲整流器仿真研究

以城轨牵引供电系统中网侧变流器为研究对象,根据单相三电平脉冲整流器等效数学模型,应用瞬态电流控制策略,加入中点电位平衡策略,给出控制策略数学模型和控制方程.并根据脉冲整流器低次谐波消除原理,对该控制策略下,加入整理器低次谐波消除策略前后,脉冲整流器网侧和直流侧输入输出状态进行仿真研究.     

T型三电平并网逆变器有限集模型预测控制快速寻优方法

三电平变流器控制系统采用有限集模型预测控制(FCS-MPC),滚动优化需要遍历所有开关状态,针对其导致处理器运算量增加、处理时间长的问题,提出一种T型三电平并网逆变器优化计算量的FCS-MPC方法.通过构建基于电压预测的单目标代价函数,避免设计权重系数问题,减化单次寻优的步骤;根据直流母线电位分布选择冗余小矢量,实现中点电位平衡,使每个控制周期的预测次数减小至3次,提高寻优效率.有限控制集在预测过程中将所包含矢量的加权误差二次方最小作为依据划分,并利用矢量角补偿系统延迟,提高预测精度,使并网电流质量得到改善.搭建基于RT-Lab的功率硬件在环仿真系统和物理装置验证所提控制策略,实验结果验证了所提理论分析的正确性和控制策略的有效性.     

一种简易的三电平APF中点电位控制方法

中点箝位型(NPC)三电平有源电力滤波器(APF)存在直流侧中点电位不平衡的问题,常见的中点电位控制算法建模过程复杂.这里给出一种简易的控制方法,仅通过判断上、下电容电压差正负极性和中点电流方向,不仅可以实现中点平衡,还能减小开关损耗.通过仿真验证了所提控制方法的准确性和可靠性,并搭建了一台样机进行实验,实验结果证明了所提控制方法具有良好的控制效果和实用性.     

谐波补偿下考虑中点平衡的等效三电平调制

中点箝位型(NPC)三电平拓扑在较高电压场合被广泛应用,三电平调制算法和中点均压控制策略是该拓扑的关键技术.此处首先分析了三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)和载波脉宽调制(CBPWM)方法的等效关系,指出调节小矢量作用时间与注入零序分量来调节中点电位的等效性.针对传统中点平衡方法不适用于谐波补偿的应用场合,引入基于电压参考矢量和相电流方向判断的改进方法,并给出了在两种调制策略下的等效实现方式.最后,通过实验验证了两种调制算法的等效性以及改进中点均压控制方法在谐波场合的适用性.     

三电平储能变流器的研制

此处研制了一款大功率三电平储能变流器,对其主电路拓扑结构和数学模型进行了详细分析,并给出了恒流、恒功率和恒压充放电控制模式.针对传统三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)扇区多、控制复杂的问题,提出了基于两电平空间矢量的三电平载波调制方式,无需复杂分区即可实现三电平SVPWM和母线电容中点电压平衡.制作了实验样机并搭建了实验平台进行验证,验证了所设计的样机具有较好的稳态和动态性能.     

基于电网不平衡的三相Vienna整流器双闭环控制策略

传统的有限集预测功率控制应用在Vienna整流器时,在电网不平衡条件下输入电流将产生大量的三次谐波,严重影响Vienna整流器的正常工作。提出了一种基于电网不平衡的三相Vienna整流器双闭环控制策略,内环采用新型有限集预测功率控制(new-finite control set-model predictive direct power control,N-FCS-MPDPC),外环采用线性自抗扰控制(linear auto disturbance rejection control, LADRC)。通过引入重新定义的无功功率,使得在电网不平衡时能够同时有效控制瞬时有功功率二次谐波和瞬时无功功率二次谐波,实现了Vienna整流器在电网不平衡条件下的正常工作。电压外环采用线性自抗扰控制,还可以克服PI控制存在的电压超调和动态响应慢的问题;同时,其在电网不平衡条件下也具有较好的鲁棒性和较快的跟踪性能。最后,在Simulink中搭建了三相Vienna整流器的仿真模型,对所提控制算法进行了验证。     

基于IGBT行为模型的有源中点钳位五电平变换器损耗特性分析

有源中点钳位五电平拓扑(5L-ANPC)通常用于中压大容量电能变换领域,同时由于其拓扑结构复杂和各器件有效开关频率不同,使得损耗分析较为困难,并且对计算精度要求较高.该文分析基于载波移相脉宽调制(PS-PWM)的损耗计算方法,根据电压电流关系,详细分析所有器件的导通规律,推导导通损耗计算方法.针对传统的开关损耗计算方法在中压大容量条件下误差较大的问题,详细分析IGBT的开关瞬态过程,提出一种基于行为模型的开关暂态损耗计算方法,并将其运用于5L-ANPC拓扑开关损耗分析.对5L-ANPC拓扑损耗特性进行分析,为散热系统设计奠定了坚实的基础.实验结果表明,该文所提方法提高了损耗计算精度,最大误差为10.4％,最小误差为8.4％,验证了所提损耗计算方法的有效性.     

VIENNA整流器控制策略综述

VIENNA整流器作为一种能量单向流动的三电平升压型AC/DC变换器,广泛应用于电动汽车充电系统等场合。其控制策略的好坏是提升电能质量、增加系统可靠性的关键,因此VIENNA整流器控制策略成为学者们研究的热点,主要分为电流控制、直流电压控制、中点电位平衡控制3个方面,根据这3个方面对VI?ENNA整流器控制策略进行了分类、归纳和总结,分析了各类控制策略的原理和优缺点,为VIENNA整流器的研究与工程应用提供参考。