串联H桥多电平逆变器特定谐波控制组合法

针对串联H桥多电平逆变器输出阶梯电压波形中存在低频谐波的问题,提出了一种特定谐波控制组合法。该方法以梯形波调制为基础,利用等面积法原理和谐波注入组合法,通过简单的三角公式递推计算获得实现特定谐波消除的开关导通角,并对开关导通角进行优化,从而实现谐波抑制。以三相九电平串联H桥逆变器为例,进行了仿真和实验,结果验证了该方法的可行性和有效性。

多电平APF特定次谐波与预测电流控制策略研究

有源电力滤波器(APF)的动静态性能,与谐波补偿控制策略有密切联系。为了提高APF的补偿性能,此处提出一种特定次谐波控制策略与预测电流控制策略相结合的多电平APF控制策略。其中,特定次谐波控制策略主要补偿谐波含量较大的低频特定次谐波,并实现单次谐波补偿;预测电流控制补偿其余谐波及补偿不平衡电流。基于特定次谐波与预测电流的多电平APF控制策略小功率实验结果表明特定次谐波控制策略和预测电流控制策略可显著降低补偿后的网侧电流谐波畸变率,并可补偿不平衡电流。

非隔离单相半桥UPQC直流纹波分析及其影响抑制

非隔离单相半桥统一电能质量调节器(UPQC)两侧变换器的脉动功率差将在直流电容及分电容上产生复杂的多倍频电压纹波,各次电压纹波会对串联侧变换器的补偿电压有不同的影响,降低串联侧变换器的补偿效果。为了抑制直流电压纹波影响,利用等效电容电流模型计算直流电容电压表达式,分析直流纹波及非线性负载对补偿电压的影响路径,并仿真验证其正确性。针对分电容电压纹波和非线性负载对电压补偿效果的影响,提出一种抑制多倍频纹波影响的补偿电压特定次谐波控制策略。最后,基于SiC器件建立了非隔离单相半桥UPQC实验平台进行实验验证,实验结果表明在非线性工况下,所提控制策略将补偿电压THD从12.2%降低至2.4%,相比于传统控制可以减少约70%的直流电容需求。

基于BP神经网络的宽频域特定间谐波优化PWM控制方法研究

为解决传统的牛顿迭代法在求解超越方程组计算开关角时依赖给定迭代初值以及无法进行在线特定间谐波控制问题,运用非对称选择性消谐脉宽调制(selective harmonic elimination pulse width modulation, SHEPWM)方法,基于反向传播(back propagation,BP)神经网络,通过对特征谐波的相位进行相移调制实现特定间谐波控制。BP神经网络对原始数据进行训练,在特征谐波控制输入与开关角输出之间构建一种非线性映射关系,即可得到期望的特征谐波幅值、相位与开关角之间的非线性映射关系,不需要求解超越方程组,并且在相移调制过程中,可以利用训练好的BP神经网络实现开关角的在线计算。针对电网中宽频域范围内出现的4类间谐波,在Matlab/Simulink中分别进行基于BP神经网络的特定间谐波控制仿真,以及快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)分析,并计算输出波形的加权谐波失真率(weighted total harmonic distortion, WTHD)。与牛顿迭代法的对比结果说明了该方法有较好的特定间谐波控制效果,为特定间谐波的灵活控制提供了可能。

基于特征谐波线性相移PWM的并网逆变器特定间谐波抑制方法

大规模电力电子设备接入电网带来一系列间谐波振荡问题,影响电网稳定与安全运行。从并网变流器的脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)控制着手,提出一种线性相移PWM方法,对逆变器输出特定间谐波进行补偿,防止间谐波进一步传播放大。首先,分析了线性相移调制实现频率偏移的机理,在此基础上,提出了基于特征谐波线性相移调制的特定间谐波PWM控制方法。然后,建立了并网逆变器特定间谐波线性相移空间矢量脉宽调制(space vector PWM,SVPWM)双闭环控制模型。该方法可以实现特征谐波与目标间谐波之间±50 Hz的最大频率偏移,具有较好的特定间谐波补偿抑制效果。Matlab/Simulink仿真分析和RT-LAB半实物仿真实验验证了该方法的有效性。