三相四线并网变流器分裂电容电压不均衡控制策略

建立了变流器的开关函数模型,推出电压不均衡与中线电流直流分量的关系,分析了滞环电流控制方式下硬件通道直流偏置分量对分裂电容电压不均衡的作用机理及不均衡进入稳态的原因,提出在传统的闭环控制结构中增加分裂电容电压偏差控制环路,根据偏差量的大小得到相应的补偿直流量,叠加到滞环电流控制指令。仿真分析了不均衡现象,并验证了所提策略的有效性。

基于大信号模型的多模块LCC级联变换器输出电压不均衡分析法

相对于单模块LCC变换器,输入并联输出串联(IPOS)多模块LCC级联变换器的拓扑具有模块化、元件电气应力小、输出纹波小、输出电压高、功率大等优势,但是各模块间谐振参数的偏差会引起模块输出电压不均衡。该文针对容性滤波的LCC谐振变换器,采用基波等效法计算出变换器电压电流的基波分量,利用广义状态空间平均法建立LCC变换器的状态方程,随后推导出单模块的LCC变换器大信号模型。在此基础上,推导出IPOS两模块LCC变换器的大信号模型,并以此模型来分析谐振参数偏差对模块间输出电压均衡的影响。最后搭建两模块LCC变换器的样机平台,验证了所提出的多模块LCC变换器大信号模型具有良好的准确度,所提模型可为谐振参数的容差分析提供依据。

云南山地风电场电压不均衡特性研究

介绍云南省风电场多位于山区,风机分布不规则,沿山势走向呈长条状分布,集电线路长且各台风机出力不均匀,容易导致风电场内部出现电压越限的情况。根据云南山地风电场的特征建立了典型模型,研究山地风电场内部电压不均衡情况,并且验证了在大规模电力系统仿真计算中采用的风电场一般等值模型的适用性。

一种结构简单的超级电容电压均衡方法

超级电容串联储能系统的单体电压不均衡会影响超级电容的使用寿命和能量利用率。现有DC-DC电压均衡方法中所采用的传统变换器电路中开关管、电感、变压器等元器件的数量较多,拓扑结构复杂。介绍了一种基于谐振变换器的电压均衡系统,其双开关、单电感的电路结构降低了电压均衡电路拓扑结构的复杂性,提高系统可靠性并通过固定频率和占空比消除了系统的控制部分。分析了电路的均衡过程,利用推导的等效电路得出电压均衡原理。通过对3个超级电容组成的串联系统进行实验测试和仿真,结果验证了均压系统具有较高的效率。

适用于IGBT串联的有源钳位动态电压均衡电路研究

为解决由栅极驱动信号不同步引起的多个IGBT串联电压不均衡问题,以实现串联IGBT在大功率高电压场合中的应用,笔者采用基于栅极端电压均衡技术的有源钳位动态电压均衡电路实现动态电压均衡,该电路具有响应速度快、损耗小、可靠性高等优点。通过建立IGBT串联仿真和实验电路,对该均压辅助电路进行仿真分析和实验验证。结果表明,该均压辅助电路在IGBT串联运行时不仅能够很好地抑制IGBT栅极驱动信号不同步造成的电压不均衡,而且能够有效防止过电压的发生,确保了IGBT串联的安全运行。

一种新型电压均衡方法在串联储能系统的应用

超级电容串联储能系统的单体电压不均衡会影响超级电容的使用寿命和能量利用率。现有DC-DC电压均衡方法中所采用的传统变换器拓扑结构复杂,电路中开关管、电感、变压器等元器件的数量较多。采用一种基于Boost拓扑结构的电压均衡充电系统,由于其单开关、单电感的Boost电路结构降低了电压均衡电路拓扑结构的复杂性,提高了系统可靠性。分析了电路的均衡过程,利用推导的等效电路分析了电压均衡原理,并给出了恒电流输入-恒压充电方法。通过对3个超级电容组成的串联系统进行试验,结果验证了充电系统具有均较高的效率。

一种串联超级电容器组的电压均衡方法

超级电容器由于单体电压较低,在储能系统中使用时通常采用多个超级电容器串联的结构,串联超级电容器组中各单体电压不均衡会使储能系统效率降低,缩短系统使用寿命。针对当前串联超级电容器组均压电路对采样电路精度要求高,均衡拓扑结构复杂,磁性元件较多等问题,设计一种均压电路。该均压电路仅由超级电容与开关管组成,省去了电压检测和电压比较电路,简化了均衡电路的控制电路。分析了该均压电路的工作原理,通过仿真结果表明该均压电路具有可行性。

NPC型三电平并网逆变器内外管不均压分析及抑制

中点箝位型三电平拓扑(3L-NPC)由于其箝位二极管的单向箝位性,易造成桥臂中内外管的电压不均衡,使得内管电压超过半边母线电压,威胁其完全运行。针对该问题,本文对3L-NPC并网逆变器在正常运行、并网待机及故障停机3种典型工况下的内外管不均压机理进行了全面详尽的分析,指出回路中器件杂散参数、内外管结电容的充放电电流不对称、回路LC振荡是造成不均压的主要原因,并据此提出一种简单可靠的解决方案,该方案能够有效抑制各种工况下的内管过压问题,实验结果可验证理论分析的正确性及所提方案的可行性。

电动汽车中锂电池组双向主动均衡技术的研究

针对电动汽车中锂电池串联组电压不均衡问题,文中基于LTC3300-1芯片研究了一种反激式双向主动均衡技术,完成了均衡电路的设计,并对电路进行了实验测试。结果表明此均衡电路电荷转移效率高、均衡电流可达数十安培、最大限度的减少了平衡时间和功率耗散、使电池组时刻处于均衡状态,从而使电压差很小,提高了锂电池组的性能,延长了电池使用寿命,增加了电动汽车的续航里程。

双脉冲测试方法在中点钳位三电平逆变器中的应用研究

双脉冲测试已成为两电平逆变电路标准的测试方法,将其直接扩展至中点钳位(NPC)三电平逆变器的测试中,会引起内外管动态电压不均衡的问题。本文采用半桥结构的NPC三电平测试电路,并结合两种典型的吸收电路,通过分析状态转换过程,分析了内外管产生动态电压不均衡的电路机理,并指出这种电压不均衡现象是由于传统双脉冲方式无法正确对内外管电压状态进行有效配置而造成的。本文采用一种简单的三管动作双脉冲测试方法,避免了电压不均衡现象的发生。该方法考虑了开关管的死区时间,可以很好对NPC三电平电路中功率器件的瞬态特性及吸收电路的吸收效果进行测试。最后,通过仿真与实验证明了理论分析的正确性及测试方法的合理性。

大功率沟槽栅场终止IGBT器件物理模型参数提取的新方法（英文）

针对沟槽栅场终止技术IGBT器件,提出一种新颖的模型参数提取方法,给出详细的处理流程,并在考虑模型参数偏差的情况下分析IGBT器件串联中的电压不均衡问题。首先,采用功率器件曲线测试仪测试了器件的极间电容,从而拟合出IGBT芯片的有源区面积。通过功率半导体器件参数手册,结合相关半导体理论,反向计算获得其主要模型参数。通过搭建双脉冲测试平台,拟合开关过程测试曲线获得IGBT器件和时间相关的模型参数。在不同的试验条件下,测试、仿真结果的比较验证提取的模型参数,从而证实建议的参数提取方法。利用提取的模型参数,在考虑器件及驱动参数偏差的情况下分析柔性高压直流输电工程中的IGBT串联电压不均衡问题。

基于协同控制的超级电容均压策略

为解决超级电容单体电压低,串联使用时存在的电压不均衡问题,提出一种基于协同控制的开关电容均压策略。对超级电容的数学模型进行了分析,建立了超级电容等效电路;介绍了开关电容均压原理,在此基础上,设计了协同控制器,并对协同均压控制律的稳定性进行了证明。仿真和实验验证了协同均压策略的正确性,可以较好地实现串联电容间的均压。

IGBT短路事故分析

IGBT是一种功率器件,在逆变器中承担着功率变换和能量传输的作用,是逆变器的心脏。同时,IGBT又是逆变器中最不可靠的元器件之一,对器件温度、电流、电流非常敏感,容易出现故障,影响生产。本文针对某棒线厂6SE70系列高压逆变器出现的短路故障进行分析.

一种馈能式IGBT串联动态均压电路

在分析绝缘栅双极晶体管(IGBT)动态电压分布机理的基础上,针对IGBT集-射极电压斜率不同引起电压不均衡问题,提出一种集-射极电压斜率变化的馈能式动态均压电路。该电路具有快速性好、损耗小、可靠性高等优点。通过建立IGBT串联仿真电路,对该动态均压电路进行仿真验证。结果表明,该动态均压电路在IGBT串联运行时不仅能够很好地抑制因IGBT集-射极电压斜率不同步造成的电压不均衡,而且能够有效防止过电压的发生,确保了IGBT串联的安全运行。

特高压混合式MMC低全桥配比下单阀组投退过程中的均压控制

低全桥子模块配比的混合式模块化多电平换流器(modular multi-level converter, MMC)应用于高低阀组拓扑结构的特高压柔性直流系统时,在单阀组在线投入/退出过程中存在半桥子模块持续充/放电引起的子模块电压不均衡问题,严重影响系统安全。通过详细的理论分析,指出阀组投入/退出过程中桥臂电流不存在过零点是导致半桥子模块持续充放电问题的本质原因。为此提出了基于环流注入的单阀组投/退过程中的均压控制,在阀组投退期间控制MMC产生一定的相间环流,人为创造正负交替的桥臂电流,为半桥子模块充、放电提供条件,并具体分析了注入环流的幅值和相位。最后,基于Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果论证了基于环流注入的均压控制策略的有效性和可行性。

级联H桥SSSC主参数设计和控制技术研究

随着电力系统的高速发展,其结构日益复杂且运行环境更加多变,而电力电子技术的发展推动了静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)的应用以提高电网特性。该文结合SSSC拓扑结构特性,分析了H-SSSC的稳态输出模型;通过对H-SSSC的运行约束分析推导了相关公式,系统地提出了针对H-SSSC主参数的设计原则,其主要包括滤波器、直流电压、电容和换流器的设计方案;通过对解耦控制方式的分析,提出了基于电容电压不均衡控制策略的3类稳态运行控制方法;通过分析和仿真验证了第3种综合控制策略的优势,为SSSC的工程应用提供参数设计及控制方案理论;最后,通过EMTDC/PSCAD仿真验证了参数选取的合理性和控制策略的准确性。

模块化LCC谐振变换器在光伏发电直流并网系统的应用

模块化LCC谐振变换器级联拓扑具有软开关、高功率密度、易于扩展、输出能力强等优势,在光伏并网领域有着极大的发展潜力,但也存在着输出电压不均衡的问题。多模块LCC变换器的不均压问题是由模块间参数偏差引起的,主要通过谐振参数偏差和共模干扰造成模块间不均压。针对容性滤波的两模块LCC变换器,建立了大信号模型计算各模块输出电压及不均压度,并搭建了两模块LCC变换器的样机平台,对所提出的含分布参数影响的两模块LCC模型进行了验证。所提模型可为变换器设计的容差分析提供依据,让模块化LCC变换器拓扑更稳定的应用于光伏并网系统。

交通储能系统串联超级电容控制电路的研究

针对城市轨道交通储能系统快速充电中出现的超级电容单体之间存在的电压不均衡问题,提出了一种非能耗型的快速均衡电路,介绍了均衡硬件电路的工作原理,分析了均衡器的均衡电流控制策略,并对4个串联超级电容组成的模组均衡电路进行了仿真和实验验证。