基于比例重复控制的MMC-SST子模块电容纹波电压抑制策略

基于模块化多电平变换器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)是实现交直流混合配电网柔性互联及能量多向流动的关键装备。针对固态变压器输入级MMC子模块电容纹波电压过大,导致装置的体积和成本增加的问题,提出一种基于比例重复控制的MMC-SST改进纹波电压抑制策略。首先利用基于比例重复控制的电容电压闭环得到调整后的功率移相角。然后,通过双有源桥变换器将子模块电容纹波功率传递到低压直流母线,从而有效抑制MMC子模块的各频次纹波电压,达到减小电容值的目的。最后,仿真结果表明在网侧电压对称或不对称工况下,基于比例重复控制的MMC-SST子模块电容纹波电压抑制策略均具有良好的纹波电压抑制能力。

并联电容器装置的谐波响应及其抑制对策（二）

并联电容器装置的谐波响应及其抑制对策（二）浙江省电力试验研究所杨昌兴３抑制电容装置对系统谐波放大的对策３．１抑制谐波放大是谐波治理的组成部分虽然电容装置自身不是谐波源，但是不加防范往往引起系统的谐波放大，加重谐波的污染危害。因此，抑制电容装置对电网谐...

利用环流的MMC电容电压波动抑制方法

模块化多电平换流器(MMC)的子模块电容是影响其成本和体积的关键因素。提出了利用环流的电容电压波动抑制方法,给出了令电容电压波动显著下降的环流方向,并通过控制环流幅值来调整电容电压波动边界,能够实现MMC所需电容容值的降低。实验验证了所提控制策略的有效性。

低频工况下MMC电容电压波动抑制研究

以MMC的动态模型为出发点,分析了子模块电压波动与MMC交流侧频率、交流侧输出电流幅值关系,提出了一种低频工况下MMC电容电压波动抑制控制策略。该控制策略通过在MMC交流侧注入方波共模电压分量和正弦环流分量对电容电压波动进行抑制,注入的环流分量由共模频率分量和共模三次谐波分量组成。仿真表明,该控制策略不仅能有效抑制子模块电容电压的波动,改善MMC输出电压的波形,而且能够使系统稳定运行。

开关电源电磁干扰产生与抑制分析

开关电源在现代电子设备中得到广泛应用,但其工作过程中不可避免地会产生电磁干扰问题。电磁干扰不仅会影响设备自身的正常运行,还可能干扰周围其他电子设备的正常工作,给整个电磁环境带来负面影响。因此,研究开关电源电磁干扰的产生机制及相应的抑制措施具有重要意义。基于此,文章基于开关电源电池干扰的原理,分析开关电源电磁干扰产生的主要因素,并提出相关抑制措施。

混合MMC子模块电容电压波动耦合抑制策略

降低模块化多电平换流器(Multilevel Modular Converter,MMC)中子模块电容电压纹波幅值,能够降低电容器容值、体积设计要求从而降低经济成本,具有一定的工程研究意义。混合MMC由半桥以及全桥子模块构成,因其具备直流故障无闭锁穿越能力,已成为当前的研究热点。首先建立二倍频环流和三倍频电压混合注入的MMC数学模型,给出二倍频环流和三倍频电压注入约束范围。在此基础上,通过分析桥臂瞬时功率基频、二倍频波动分量的通用抑制策略,进一步给出了基频和二倍频波动分量同时抑制的理论最优解。由于注入量的限制,不同工况下的解状态不同,因此提出基于工况判断的子模块电容电压波动分区抑制方法,注入量的最优选取不受限于具体调制比。最后在PSCAD/EMTDC中搭建双端混合MMC模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和所提优化方法的有效性。

基于低压电容器抑制起弧的混合直流断路器

直流断路器的研发与推广相对滞后,阻碍着直流输电与配电的发展,目前国内外直流断路器主要存在成本高、体积大、运行损耗高等问题,针对这些问题本文提出了基于低压电容抑制起弧的混合直流断路器,机械开关K2与电容器C2并联的作用相当于辅助换流开关实现换流,代替传统强迫换流所用的电力电子模块,其通态损耗基本为零,且由于电容器不必承受高电压,降低了断路器的体积,减少了成本。根据不同应用场景可以实现常规燃弧与低电流燃弧的开断控制,并且能够满足故障电流的双向关断;通过PSCAD仿真实验验证了电路设计的正确性和有效性。

混合MMC电容电压波动差异机理及抑制策略

降低模块化多电平换流器(MMC)中子模块电容电压纹波幅值,有望降低对子模块电容器容值、体积、成本的需求,具有重要的研究价值。文中首先分析了混合MMC过调制下半桥子模块与全桥子模块的电容电压波动特性以及两种子模块间的波动差异产生机理,确定波动差异对应的能量积累区间。然后分类讨论三次谐波电压注入后桥臂参考电压的极值点分布和过零点分布,建立三次谐波电压注入系数、调制比与波动差异抑制能力的关系。在此基础上,以减少半桥子模块与全桥子模块电容能量积累差异为目标,对三次谐波电压注入量进行优化设计,提出了基于三次谐波注入优化的子模块电容电压波动差异抑制策略,并给出电容容值降低的计算示例。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建双端混合MMC模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。

IEC 60384-14:2013中抑制电源电磁干扰用电容器的分类及电气安全测试方法介绍

本文详细介绍了标准IEC 60384-14:2013中抑制电源电磁干扰电容器的分类及涉及电气安全的测试项目,强调了抑制电源电磁干扰用电容器在电气安全上的重要性,为企业选用电容器提供指引。

天山—中州特高压直流输电工程投运后河南电网主变直流偏磁分析及抑制

±800 kV天山—中州(简称天中)特高压直流输电工程投运后,直流系统一旦出现单极大地或不对称运行方式,很大的入地电流就会对河南电网产生不利影响。为此,结合河南电网实际运行情况,建立了河南电网直流偏磁分析模型,分析了主变直流偏磁分布特性,并结合现场实测,制定了河南电网直流偏磁分级防护治理方案,研制了带可靠返回系统的电容型直流抑制装置并挂网运行。研究结果表明:直流偏磁电流的大小主要受地表电位分布的影响,同时还受变电站间距离及出线数量的影响,需特别关注站间距离远、出线数量少的变电站直流偏磁问题;应对直流偏磁超标的变电站进行治理,同时对受直流偏磁影响显著的变电站加强直流偏磁监测;所研制的带可靠返回系统的电容型直流抑制装置,实现了控制系统断电时旁路保护的可靠动作,有效地治理了220 kV明河变电站直流偏磁超标的问题,确保了河南电网的安全可靠运行。这些研究结果有效地解决了天中特高压直流输电工程投运对河南电网主变直流偏磁的影响。

矿井变电所装设并联电容器应考虑高次谐波的影响

本文分析了高次谐波对并联电容器的影响,提出了减小和消除高次谐波对并联电容器影响的主要措施,文中并通过实例分析和计算加以说明。

基美电子面向汽车、工业、消费和能源应用推出节省空间的薄膜电容器

国巨公司("Yageo")(TAIEX:2327)旗下的全球领先的电子元器件供应商——基美电子(KEMET),今天宣布推出其新型R52系列紧凑型聚丙烯薄膜X2EMI(电磁干扰)抑制电容器。该系列可满足汽车、工业、消费和能源应用对更小的抑制EMI用大电容X2类解决方案不断增长的需求。R52系列可提供高达22μF的电容值、85/85 THBIIB等级的分级,并且在恶劣的环境条件下具有长寿命稳定性,同时,与市场上相同电容值范围的其他X2解决方案相比,其体积平均要小60%。仅凭这些特性.

模块化多电平谐振变换器多自由度调压控制及子模块电容均压方法

模块化多电平谐振变换器(MMRC)因具备模块化多电平拓扑和谐振电路的共同优点而在中压领域得到广泛研究,但在宽范围输入下的配用电场合,针对该拓扑的高效调控方法仍缺少相关深入探究。为此,该文提出一种适用于中压宽范围输入的模块化多电平谐振变换器多自由度调压控制方法。首先,分析开关频率和调制比应用于电压增益调节的效果和特点。接着,结合调频和调制比两种控制自由度提出多自由度组合的宽范围调压方法,并且揭示变调制比控制引发的子模块电容电压波动大的问题,针对性地提出一种监督式电容均压算法以降低纹波。最后,基于输入电压8~16kV、输出功率60kW的实验样机验证所提调控方法的有效性,并实现了全输入电压范围满载效率大于96%,子模块电容电压纹波幅值降低60%。

基于CPS-PWM的MMC环流抑制及数字控制实现

首先分析载波移相调制策略(CPS-PWM)下广泛应用于模块化多电平变换器(MMC)的平均电容电压控制模型及其优缺点,在此基础上提出一种改进型环流抑制方案,新方案采用了原模型中的外环桥臂电压均衡控制,并同时在内环环流控制中加入了环流的直流分量提取环节以及基于准比例谐振的二倍频谐波分量消除环节。针对所提改进抑制方案并综合考虑稳定裕度和稳态精度等条件,给出了离散域下数字控制器关键参数设计方法。最后,在基于DSP+FPGA搭建的三相MMC样机上分别对改进前后的控制方案进行了对比实验,充分验证了所提方案的有效性以及参数设计的合理性。

基于微分平滑理论的MMC电容电压波动无源一致性控制方法

以模块化多电平换流器(MMC)电容电压波动抑制为目标,设计了微分平滑控制律,通过构建电容电压波动与注入环流间的非线性平滑映射关系,实现存在不确定性输入干扰或未建模误差情况下注入环流期望轨迹的快速准确求取,解决了数值解析法计算复杂的问题。为实现注入环流期望轨迹快速跟踪,设计了形式简单的无源性控制律,以最小内部能耗满足子模块电容电压波动抑制需求;为提升三相电容电压跟踪同步性,将相邻相的注入环流期望轨迹跟踪误差作为状态误差引入无源性控制律,提出了无源一致性控制方法,实现MMC电容电压波动抑制和三相电容电压均衡双目标,同时确保闭环控制系统全局渐近稳定。基于MATLAB/Simulink仿真结果和基于dSPACE的实验结果验证了所提方法具有计算量小、稳定域宽、鲁棒性强、同步性好的特点。

等频工况下模块化多电平矩阵变换器电容电压控制

面向交流输电系统的模块化多电平矩阵变换器(M~3C)具有任意功率因数输入、任意幅值、频率、相位输出以及电平阶跃幅值低等优点。然而,等频工况下M~3C电容电压会产生幅值较大的振荡,影响其安全稳定运行。提出一种等频工况下M~3C电容电压波动抑制方法,通过叠加共模电压和注入环流与系统固有直流偏置分量相互抵消,解决等频工况下M~3C电容电压低频振荡的问题。由45个子模块组成的M~3C仿真模型验证了所提电容电压波动抑制方法的可行性和有效性。

一种无谐振C型滤波器的优化设计方法

现有无功补偿电容谐振抑制方法通常将无功补偿电容配置为无谐振C型滤波器,以降低谐振带来的谐波电压放大与滤波器有功损耗。但在抑制低频谐振时,无谐振C型滤波器的元件参数可选择范围较小,难以在实现低频谐振抑制的同时兼顾滤波器配置成本。针对这一问题,文中提出一种无谐振C型滤波器优化设计方法。首先,设计一种改进C型滤波器结构,在传统C型滤波器结构中增加低频谐振抑制单元,消除滤波器潜在低频谐振点;然后,建立计及滤波器配置成本、有功损耗、谐振抑制性能及元件参数选择范围的滤波器元件参数配置模型,求解改进C型滤波器元件参数最优值。最后,通过仿真对比证明,改进C型滤波器在控制配置成本与有功损耗的基础上,能明显降低谐波放大系数,具有更好的谐振抑制性能。

3GHz～5 GHz CMOS超宽带低噪声放大器分析与设计

采用TSMC公司的0.18μm CMOS工艺,设计了一款具有带外抑制功能的超宽带低噪声放大器(UWB LNA),电路基于窄带PCSNIM LNA拓扑结构,并利用二阶切比雪夫滤波器和带外抑制电容代替传统输入匹配网络。电路由1.8 V直流电源供电,功耗约为11.5 mW。仿真结果表明,在3 GHz^5 GHz的超宽带频段内,平均正向增益约为13.9 dB,输入、输出回波损耗S11和S22分别小于-13 dB和-15 dB,最小噪声系数仅为0.997 dB,三阶交调点IIP3均值为5.40 dB。此外,反向隔离度S12和稳定性StabFact1等性能指标也取得了不错的仿真效果。

一种基于环流注入的全桥型MMC降容优化设计

为降低全桥型MMC各子模块电容体积,提高全桥型MMC功率密度,基于调制比和环流对电容电压波动影响机理,提出一种特定相位及幅值环流注入的方法,降低了各子模块滤波电容电压波动。为验证所提方法的正确性,在额定工况及单位功率因数条件下,对所提方法进行了仿真实验,仿真结果表明,采用新的降容措施后,电容电压波动范围缩小20%,纹波系数减小至30%,电容容量减小20%。

八开关三相逆变器-感应电机传动系统直接转矩控制算法

提出一种抑制直流侧电容电压波动的八开关三相逆变器(ESTPI)-感应电机(IM)传动系统直接转矩控制(DTC)算法。首先,详细分析在ESTPI各扇区内,电机转矩、磁链以及直流侧两电容电压的大小随所施加的基本电压矢量的变化情况。为实现在控制电机磁链和转矩的同时平衡直流侧两电容电压的目标,设计新的矢量选择开关表。然后,在传统DTC系统转矩、磁链滞环调节器的基础上增加电容电压滞环调节器,用滞环调节器直接控制ESTPI的开关状态。最后,通过仿真和实验验证了所提算法的正确性和有效性。