最近电平逼近调制的基波谐波特性解析计算

随着模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)型直流输电工程的出现,高电平数换流器将在电力系统中得到越来越多的应用。最近电平逼近调制(nearest level modulation,NLM)是一种适合高电平数换流器的阶梯波调制策略,其实时控制触发方式用于理论研究,而其等间隔控制触发方式适合用于数字实现。为此推导了阶梯波调制的通用Fourier级数解析表达式,在PSCAD/EMTDC下搭建了基于NLM的两端MMC直流输电仿真系统。利用解析计算和仿真两种方法研究了实时控制触发和等间隔控制触发下NLM的基波和谐波特性。理论计算和仿真研究表明,间隔时间越大,阶梯波对调制波逼近的延迟越大。这会造成阶梯波的基波幅值偏差和总谐波畸变率变大,并且使系统的连续调节能力变差。基波幅值偏差过大会导致控制系统不稳定,因此在条件允许的前提下,等间隔控制触发选用适当小的间隔时间是有必要的。

基于最近电平逼近调制的模块化多电平变换器中高压变频调速系统运行控制

最近电平逼近调制(NLM)是模块化多电平变换器(MMC)中最常用的调制方式。电平数较少时,NLM的输出电压电流谐波严重畸变,使其无法用于电平数较少的变频调速场合。该文通过详细分析NLM下无差拍电流控制的开关过程,指出NLM调制下MMC无差拍电流控制具有滞环特性。定量分析了NLM下MMC无差拍电流控制的滞环环宽,得到了滞环环宽和输出电流波动范围的表达式。同时,设计了MMC背靠背变频调速系统的综合控制方案。与传统方案相比,所提方案具有控制结构简单、开关频率低、环流抑制容易实现和动态特性好等优点。在Matlab/Simulink中搭建了十一电平背靠背MMC中高压变频调速模型,验证了所提控制方案的正确性和有效性。

基于MMC的最近电平逼近调制谐波特性分析

介绍了基于MMC的最近电平逼近调制的原理,对输出相电压进行数学分析,并推导出仅与电平数相关的通用数学表达式;在调制过程中对子模块电容电压进行排序,进而选择子模块的投切状态以完成稳压控制,理论分析控制过程。在PSCAD/EMTDC仿真软件下搭建了基于MMC的NLM单端逆变系统,通过仿真,对输出电压谐波特性以及电平数量对谐波的影响进行分析,结果表明谐波特性与理论计算值相一致,验证了表达式的正确性。

一种适用于较少级联模块的H桥多电平变流器最近电平逼近调制改进算法

既有的最近电平逼近调制算法(简称NLM传统算法)用于级联模块数相对较少(约为10个左右)的铁路牵引供电地面过电分相系统级联H桥多电平变流器(简称变流器)时,各子模块尤其是最后一级子模块会导致变流器输出电压波的等效面积误差较大(最大约为6%),而且其电压分辨率也会引起变流器输出电压波的等效面积误差,这些误差导致变流器调制精度降低、控制性能变差。为了解决这一问题,提出NLM改进算法,即基于输出电压波面积等效的基本思想,通过对变流器输出电压幅值附近正弦调制波的面积计算,在确定最后一级子模块投入工作的时长后再确定各子模块开始投入工作的时刻,从而实现变流器输出电压的高精度跟踪调制,并且对给定的输出功率跟踪更准确。利用Matlab/Simulink软件对NLM改进算法进行仿真验证,结果表明:NLM改进算法能够提高变流器输出电压的调制精度,其误差仅约为传统算法的20.93%,而输出电压的谐波含量仅比传统算法的增加约3.2%,使得地面过电分相系统的性能得到显著提高。

模块化多电平变流器的最近电平逼近调制策略

简要介绍了模块化多电平变流器(MMC)的拓扑结构和工作原理。由于变流器内子模块串联会造成电容电压不均衡,文章采用最近电平逼近的调制方式,将子模块电容电压进行排序,再根据相应电流的方向确定各子模块的投切状态,以此实现子模块上电容电压基本趋于稳定。仿真结果表明,最近电平逼近的调制方式非常适用于大功率应用的场合。

改进的最近电平逼近调制策略在模块化多电平变流器中的应用

介绍了在最近电平逼近(NLM)调制方式下模块化多电平变流器(MMC)的拓扑结构及其工作原理,指出当模块化变流器子模块数较少时输出波形含有较大的谐波分量;研究了一种改进的NLM调制策略,通过改变传统取整函数增加了输出调制正弦波形电平数,减小了输出电压波形的谐波含量,改善了输出波形质量;分析了不同取整函数对输出波形质量的影响。最后通过MATLAB/Simulink软件仿真验证了该策略的有效性。

基于最近电平逼近调制的IGBT开路故障诊断方法

提出一种基于最近电平逼近调制(NLM)策略的全桥子模块IGBT开路故障诊断定位方法,分析子模块故障特性,根据调制NLM策略对桥臂子模块电容电压采样值的排序,计算其中位数作为子模块电容电压预测值。通过对比预测值与实测值获得诊断判据,该方法无需占用过多计算资源并快速完成故障诊断。同时通过改变故障子模块工作状态实现故障IGBT定位与子模块故障容错控制。最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果验证了该子模块IGBT开路故障诊断定位方法与容错控制策略的有效性。

适用于MMC-MVDC的无差拍最近电流逼近控制策略

在中压直流(medium voltage direct current,MVDC)输电系统中,模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)各桥臂子模块数往往较少,因此采用传统最近电平逼近(nearest level modulation,NLM)策略进行调制时各电平持续时间较长,从而导致交流侧输出谐波含量升高。为解决上述问题,提出了一种适用于MMC-MVDC的无差拍最近电流逼近(deadbeat nearest current modulation,DNCM)控制策略,该策略在各电平持续时间内,根据交流侧实际电流和参考电流差值确定子模块开通数量,通过降低MMC单一电平持续时间来改善交流侧谐波畸变,且各子模块开关频率较低,谐波改善程度与子模块数无关。同时,定量分析了DNCM的控制原理,并得到了电流误差的波动范围。最后,在Matlab/Simulink中搭建了MMC-MVDC仿真模型,验证了所提控制策略的有效性。

MMC最近电平逼近调制谐波分析及仿真

对基于模块化多电平换流器作为逆变器采用最近电平逼近调制模式时的谐波分量进行分析,选取逆变器上、下桥臂电流,相间环流及交流输出电压波形作为研究对象,通过理论推导出上、下桥臂电流主要具有直流分量、基波分量及2次谐波分量;相间环流仅含有偶次谐波;交流输出电压波形仅含有奇次谐波。最后,通过搭建9电平的换流器MATLAB/Simulink模型,对推导结果进行仿真试验,验证了理论推导的正确性。

MMC最近电平逼近调制分析及仿真

为实现MMC多电平的输出,制定合理的调制策略是保证MMC正常运行的必要条件,通过控制器件的投入和切出从而使交流测的波形逼近调制波,因此需要制定合适的策略对子模块进行投入和切出,目前被广泛应用的大致分为载波移相正弦脉冲调制法(CPS-SPWM)和最近电平逼近法(NLM)。本文分析了NLM调制的原理和数学分析,通过对输出电压质量,子模块的电容电压控制和环流抑制进行仿真结果分析,验证调制理论的正确性。

空间L_2(R^2;e^(-x^2-y^2))中的函数逼近

利用L2(R2;e-x2-y2)的一个平移算子Fh定义了差分Δhk(f)和广义连续模Ωk(f;δ),根据Hermite多项式的性质引入了一个二阶微分算子D,由此来定义函数类Wφ(r,k)(D)和KH(α).借助于参考文献中的一些结论及研究方法可以得到f∈Wt(r,kv)(D)的充分必要条件,同时得到关于f∈KH(α),α>2的Fourier-Hermite系数cij(f)的级数∑i=0 to ∞∑j=0 to ∞cij(f)一定绝对收敛的结论.

空间L_2~2(R_+~2;e^(-x-y)x~αy~β)中的函数用傅立叶——拉盖尔级数部分和逼近的某些问题(英文)

本文利用L22的一个平移算子fh定义了差分Δkh(f)和广义连续模Ωk(f;δ),根据Hermite多项式的性质引入了一个二阶微分算子D,由此来定义函数类Wr(D)和KH(α).借助于文献[1-7]中的一些结论及研究方法可以证明级数∑∞i=0∑∞j=0c ij(f)((Γ(i+α+1)Γ(j+β+1))/(i!j))～(1/2)绝对收敛,同时得到supf∈Wr(D)En(f)和limn→∞En(f)nr的精确值.

基于叠加逼近调制的模块化多电平换流器谐波环流抑制策略

提出了一种采用改进的最近电平调制技术(nearest level modulation,NLM)的叠加逼近调制策略,能够抑制模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的谐波环流。首先对基于传统NLM的MMC进行解析分析,指出当采用传统NLM时,上、下桥臂电压的实际输出值与控制器参考电压之间会出现偏差,且偏差中的二倍频成分是产生二倍频环流的根本原因。据此,提出了一种叠加逼近调制策略,使上、下桥臂实际输出电压与参考值一致,并从能量平衡角度论证了当采用叠加逼近调制策略时,桥臂中无二倍频环流。以厦门柔直示范工程的电磁暂态仿真算例验证了所提算法的正确性,为下一步的实际工程应用奠定了基础。

模糊数的梯形逼近

介绍了推广的梯形模糊数并证明了它的一些性质。利用推广的梯形模糊数逼近任意给定的一个模糊数,指出梯形逼近共有四种情形,给出了更具体、更直观的计算最近的梯形逼近的方法和例子。

阈值区间双向逼近的MMC电容电压均衡策略研究

子模块电容电压均衡是模块化多电平换流器正常运行、实现新能源发电并网的重要技术指标。为实现模块化多电平换流器三相各桥臂子模块的电容电压的均衡稳定,提出了一种基于传统最近电平逼近调制算法的均压策略,即阈值区间双向逼近的模块化多电平变换器(MMC)电容电压均衡策略,通过计算子模块电容电压均值以及最大、最小值,选取合适的阈值区间,根据子模块电容电压将子模块进行分组,优先投入阈值区间内子模块,再次从低于阈值下限、高于阈值上限的分组中选择需要投入的子模块,最终逼近输出参考值。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建模块化多电平换流器模型,利用S-function编写均压策略控制程序,实现了所提均压策略的换流器仿真。仿真结果表明,该策略具有比传统算法更好的均压效果,能够降低开关损耗;并且,在电容初始电压不同的情况下,该策略具有更快的收敛效果。因此,该结果对进一步优化模块化多电平换流器具有重要意义。

基于最近电平调制的MMC控制策略研究及仿真

模块化多电平换流器(MMC)因其开关耗损小、不依赖于器件串联技术等优势,成为高压大功率变流领域的研究热点.简要分析了基于MMC的最近电平调制(NLM)的原理,在电容电压排序法的基础上提出了上下桥臂电压的平衡控制.在Matlab/Simulink仿真环境下搭建了基于MMC的最近电平逼近调制及其整流的仿真,结果表明最近电平逼近调制方式十分适用于MMC的大功率场合.

基于模块化级联拓扑的高压直流直挂储能装置

为了提升柔性直流输电的有功功率调节能力及惯量支持能力,研究了基于模块化级联拓扑的高压直流直挂储能技术,探索了高压直流直挂储能的工程化实施方案、控制系统架构及控制策略,提出了基于子模块电池荷电状态排序的改进型最近电平逼近调制策略,用于解决电池荷电状态及子模块开关频率整体均衡的问题。给出了高压直流直挂储能关键参数的计算方法。研制了基于磷酸铁锂电池的高压直流直挂储能模块及控制系统样机,搭建了含高压直流直挂储能的柔性直流输电系统的电磁暂态仿真模型和基于串联变流器的试验平台,通过系统仿真及样机试验验证所提高压直流直挂储能方案的可行性。

基于构网型MMC的环流抑制与调制策略研究

针对虚拟同步发电机控制的模块化多电平换流器(MMC)参与一次调频时,传统环流抑制与调制策略无法有效抑制桥臂环流,导致输出电流总谐波畸变率(THD)高的问题,通过改进比例谐振控制器的控制方式以及引入桥臂环流修正的最近电平逼近调制(NLM)策略,提出一种联合环流抑制策略。在MATLAB/Simulink软件中进行仿真。结果表明:在电网频率未波动时,采用联合抑制策略的桥臂电流THD为2.79%,相比准比例谐振控制器(QPRC)的THD降低0.92%;在一次调频工况时,所提策略a相电流的THD为1.75%,比采用QPRC的THD降低1.03%。结果证明:构网型MMC在正常工况以及一次调频工况时,所提环流联合抑制策略能有效抑制桥臂环流,降低THD,提升电能质量。

基于AGAST-BRIEF的图像匹配融合算法

针对传统算法AGAST在图像处于复杂场景条件下进行图像检测时,造成图像匹配结果精度低和实时性差等问题,提出一种基于AGAST-BRIEF的图像匹配融合算法。首先,利用高斯滤波对图像进行预处理,实现去除图像噪声干扰,保留图像边缘信息的效果,通过AGAST与尺度空间理论相结合进行特征提取;然后,使用BRIEF描述子对图像中的关键点进行描述,提高特征匹配效率;最后,采用FLANN算法得到初次匹配对,使用GMS与改进的RANSAC算法对初次匹配结果进行二次筛选,得到图像特征精匹配。实验结果表明:所提算法相较于SIFT、AKAZE、KAZE算法匹配准确率提高,匹配运行时间最短,具有良好的鲁棒性。

基于半桥子模块构成的模块化多电平变换器研究

模块化多电平变换器(Modular multilevel converter,MMC)适用于中高压应用场合,具备损耗小、传输效率高、开关频率低、开关损耗低、输出谐波少等优点。研究以半桥子模块构成的MMC的工作原理以及其调制策略,并以MATLAB/simlink仿真软件为平台搭建仿真模型,仿真结果表明,最近电平逼近调制策略能够实现MMC输出谐波含量低的电压。