逆变器消谐方程实时精确解的通用初值研究

提出2种确定逆变器消谐方程初值的方法:基波平衡型优化方法(FCBO)与伏–秒平衡型基波优化方法(VSBO)。2种方法都将参考正弦波s(θ)=Usinθ的一个周期2π均匀分为宽度为θ0=2π/Np的Np个子区。每个子区分配一个开通角待定、关断角在子区下边界的PWM脉冲pn(θ)。FCBO法令各个子区的局部正弦波形sn(θ)与该区的脉冲pn(θ)的基波系数相等,VSBO法令sn(θ)与pn(θ)的伏–秒积相等来确定各自pn(θ)的开通角。在此基础上开发出了2种算法简单的通用初值计算公式,对于每一种Np值都只须计算一次初值即可用来求取各种调制系数ma时的消谐方程的实时精确解。借助于通用初值得到的各种条件的消谐方程实时精确解,对初值、真值间接近程度与快速精确求解消谐方程的关系,影响消谐方程精确求解的决定性因素,消谐方程精确解的唯一性,消谐方程精确解存在范围等与消谐方程有关的问题也进行了深入探讨。用现有电力电子电路进行的验证试验表明,文中方法的容差性能好,消谐误差低,实用性强。

基于MPSO算法的特定谐波消除技术研究

目的对于级联H桥逆变器的调制,特定谐波消除技术具有开关损耗小,能够消除特定次谐波,变换效率高等优点,但传统粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)在求解消谐方程组时收敛性差,容易局部最优,提出一种改进的粒子群优化算法(Modified Particle Swarm Optimization,MPSO)。方法该算法用非线性惯性权重取代线性变化的惯性权重,并在非线性惯性权重引入混沌映射以产生随机性更好的随机量,新的惯性权重可权衡粒子的全局搜索和局部搜索能力,使粒子具有后期跳出局部最优的能力;另外,该算法优化了速度和位置的更新机制,以增强算法的收敛速度,并保证粒子在后期仍具有一定种群多样性优势。结果根据级联H桥型逆变器的非线性消谐方程组,在保证输出电压基波的前提下最大化降低目标次谐波,建立适应度函数,将MPSO算法应用于级联H桥型逆变器的SHEPWM,能够在1~1.2的调制度范围内得到优化的开关角,提高收敛精度和求解成功率。通过七电平CHB逆变器仿真平台验证了MPSO算法所求的优化开关角能够有效地消除5次、7次谐波。结论通过使用非线性惯性权重和优化粒子的速度和位置更新机制,可以增加开关角求解成功率,所得解可以有效地消除目标次谐波。

Ⅱ型不对称CHB多电平逆变器SHEPWM功率均衡控制策略

针对直流侧电源电压比为1∶2∶4的Ⅱ型不对称CHB(ACHB)多电平逆变器特定谐波消除(SHEPWM)调制存在的各级联单元输出功率不均衡问题,对传统的SHEPWM调制进行改进,提出一种新的功率均衡控制策略。该策略利用Ⅱ型ACHB多电平逆变器输出相电压冗余的特点,对消谐方程组中基波幅值方程表达式进行等效拆分,不仅保证了逆变器输出相电压周期对称的电压波形以及实现各个串联H桥单元在一个输出周期内的功率均衡,而且通过多种群遗传算法得到消谐方程组的解,消除了特定的低次谐波,使逆变器输出高质量的电压波形。搭建了三单元十五电平Ⅱ型ACHB多电平逆变器实验平台,对上述功率均衡控制策略进行了理论分析和仿真验证。实验结果验证了该均衡策略的可行性和正确性。