基于等效开关电路模型的三重化线电压级联型变换器控制

线电压级联型功率变换器是一种以传统两电平六开关电压源型变换器为单元,通过线电压级联方式构成的多重化变换器。由于其具有易于模块化,扩展性强,所需隔离直流电源数少等优点,因此更适合作为网侧变换器用于风力发电系统。通过分析其工作原理与结构特点,提出一种载波移相空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略;并建立统一的等效开关电路模型;通过分析传统的采用集成控制思想所设计的控制系统的不足,从而提出一种改进的控制策略。该策略不仅具备集成控制的优点,且通过增加均压补偿控制环及负序电流抑制环,实现了对多重化变换器中各组成单元传输功率的控制,解决了因各单元传输功率不均衡而造成的直流侧电容电压不均等与交流侧三相线电流不对称等问题。实验结果表明了所提出的控制策略的正确性与有效性。

中压大容量三重化三电平直流变换器冗余容错控制

三重化三电平直流变换器适用于高压直流输入、大电流直流输出的应用场合,其多模块交错并联组合的特点可有效提高系统工作的可靠性。为了切实体现这一优点,需实现该系统的冗余容错运行。首先从理论上分析交错角对系统冗余容错运行的影响,计算得到交错角的最佳值;继而提出一种电压电流双闭环PI控制加实时调节交错角的冗余容错控制策略,该控制策略依托于变换器的光纤环网通信分布式控制系统,保证了各模块的对等独立和功率均分,实现了变换器的冗余容错运行。最后通过一台MW级样机验证了所提控制策略的正确性和有效性。

大容量三重化三电平直流变换器过流保护

三重化三电平直流变换器过流分为过载和负载短路两种工况,而功率器件在过载和短路工况下容易损坏,因此,需要有完备的过载和短路保护。针对过载保护,根据三重化三电平直流变换器的过载能力要求,拟合了过载反时限保护曲线;针对短路保护,采用短路时切换为恒流模式的方法,限制短路电流为两倍额定电流。实验结果证明了过载反时限保护和短路限流的有效性。

三重化三电平直流变换器实时仿真建模的量化误差分析及抑制

针对三重化三电平直流变换器在实时仿真建模中的量化误差问题,首先分析了量化误差的产生机理和规律,并通过仿真验证了理论分析结果;然后,提出了一种基于控制器与仿真机同步机制的量化误差抑制方法,在不降低仿真步长的情况下,实现较高精度的实时仿真计算;最后,搭建直流变换器的实时仿真平台,实时仿真结果和实际物理试验结果吻合良好,验证了所建模型的准确性和有效性。