基于PD-SFO-PWM的级联SAPF直流侧平衡策略

针对级联H桥并联有源电力滤波器(SAPF)存在直流侧电压不平衡的现象,以实现直流侧电压的稳压、相间平衡和相内平衡为目的,提出一种基于载波同相层叠-开关频率优化-PWM(PD-SFO-PWM)的直流侧电压三级平衡策略。当发生直流侧电压失衡时,三级策略发挥调节作用。与传统平衡策略相比,该策略原理简单、易于实现,由于调制策略同时兼有调制功能和直流侧相内电压平衡功能,避免了设计额外的直流侧相内电压平衡策略,从而大大降低了直流侧平衡策略的复杂性。最后进行七电平SAPF仿真和实验,验证了平衡策略的可行性。该平衡策略能够在较短的时间内,以较小的超调量实现平衡效果,并能保证SAPF的稳定工作。

混合调制SVG直流侧平衡新方法的研究与试验

为了提高级联型静止无功发生器(SVG)的消谐性能,在4个PAM环节的基础上加入了一个PWM环节,并考虑到PAM单元的直流侧电压波动受导通宽度影响较大,提出了一种新的非中心对称的脉冲循环方式。在此种方式下,4个PAM桥的导通宽度两两相等,这一特性使得各PAM桥脉冲之间可以进一步分立轮换,有利于抑制直流侧电压的波动从而降低输出电流的谐波。最后,通过PSCAD建立链式SVG仿真模型并且五级联SVG试验原型验证了所提方法的有效性。

零序和负序电压注入的级联型并网逆变器直流侧电压平衡控制

级联型并网逆变器可以无变压器并入高压电网,并且具有容量大、效率高等特点,对配合可再生能源大规模并网和增强电力系统稳定性具有重要的意义。但级联结构中存在直流侧平衡问题,这严重影响到装置的输出性能和可靠性。针对三相星型结构中的相间直流侧不平衡,在并网逆变器注入零序和负序电压的情况下,推导出其各相有功功率的数学模型并对比功率调节能力,提出一种结合零序和负序电压注入的相间直流侧平衡控制方法及其适用条件,较好地解决了直流侧平衡问题,兼顾了装置性能和功率调节能力。通过仿真和实验验证了该方法的有效性和可行性,实验结果表明,该方法即使在电网电压不平衡的条件下,也可以保证相间直流侧平衡。

级联STATCOM直流侧电压平衡控制方法

针对级联静止同步补偿器直流侧电容电压不平衡的问题,提出一种基于相移载波调制的直流侧电压平衡方法。该方法根据各个直流侧电压变化趋势来进行有选择的交换脉冲,将直流电压高于平均值且变高的模块的驱动信号与直流电压低于平均值且变低的模块的驱动信号交换,以载波相位差造成的直流侧不平衡来补偿开关损耗等造成的不平衡。该方法将直流侧平衡和静止同步补偿系统控制分开,算法简单,省略了直流侧辅助直流电源,使H桥模块更加简单,节省了成本。通过仿真分析和实验结果证实了该方法的正确性、有效性和实用性。

级联H桥型SVG直流侧电压平衡控制方法

级联H桥型SVG是目前大容量无功补偿装置的最佳方案之一,直流侧电压的稳定与平衡是保障装置可靠运行的必要条件。建立和分析了级联H桥型SVG的等效数学模型,推导了直流侧电压的波动过程,在此基础上分析其相间有功功率交换过程,并提出了一种基于零序电压控制的直流侧电压平衡的三级控制方法,即全局直流侧电压平衡控制、相间直流侧电压平衡控制和相内直流侧电压平衡控制,从而很好地解决了直流侧电压平衡控制问题。最后选取单相两个H桥单元的主电路结构进行仿真和实验分析,验证该方法的有效性。

H桥级联STATCOM直流侧电容电压平衡控制方法

H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)直流侧电容电压的波动,会引起系统直流侧母线电压不平衡,从而影响系统的可靠运行。针对该问题,在直流侧电容电压三级平衡控制策略的基础上,采用比例谐振(PR)控制器对全局平均直流电压进行控制,以提高控制效果;采用自抗扰控制器(ADRC)对相间直流电压进行平衡控制,实现对外界扰动的动态补偿;采用上下平移每个功率单元调制波的方法,实现相内直流电压平衡控制,并配合载波相移调制策略(CPS-PWM),易于FPGA数字实现。实验结果表明,提出的控制方法是有效的,且具有良好的动态性能和较强的鲁棒性。

级联STATCOM阀组直流侧电压不平衡现象及原因分析

在级联H桥静止同步补偿器(STATCOM)研究实验过程中,发现各相阀组间存在直流侧电压不平衡,且阀组间直流侧电压不平衡度随着补偿电流的增大有增大的趋势。阀组间的直流侧电压平衡,对于级联H桥STATCOM的安全运行以及性能均具有重要意义,但尚未有阀组间直流侧电压不平衡的原因分析。文中通过对系统电压的正负序分解,分析了级联H桥拓扑结构中负序电压与正序电流的相互作用对有功功率的影响,解释了级联STATCOM阀组间直流侧电压不平衡的物理原因,对阀组不平衡进行了定量分析。仿真和实验结果证实了该方法的正确性,从而为解决阀组间直流侧电压不平衡提供了合理的依据。

三角形连接的链式H桥并网逆变器相间直流侧电压平衡控制

三角形连接的链式H桥逆变器对于配合大容量可再生能源及储能的并网具有很好的应用前景。但链式结构中相互独立的直流侧各自并联有参数不一致的负载或电源,造成了直流侧电压不平衡的问题,严重制约了装置的可靠运行。在电网不平衡的条件下,分别使用零序电流注入和分相控制法分析了三角形连接中各单相功率模型,并比较了两种方法的优缺点。通过提出一种零序和负序电流混合注入的分相控制方法,将零序电流注入和分相控制统一在传统的电流解耦控制下,并在此基础上提出了一种结合零序电流注入和分相控制的相间直流侧平衡控制方法。通过仿真和实验表明了该方法的有效性和可行性,结果表明该方法较好地兼顾了装置的输出性能和相间功率调节能力。

直流侧串联的多VSC-HVDC并联运行系统直流侧电压平衡控制方法

为提高VSC-HVDC系统传输容量,可采用直流侧串联的多VSC-HVDC并联运行系统,但需解决其直流侧电压平衡问题。笔者对其平衡控制方法进行分析,对系统存在自身参数不一致、指令功率突变、交流外部故障情况进行仿真验证。为降低器件开关频率并提高波形质量,采用了载波移相的控制方法。仿真结果证实了所提出的直流侧串联的多VSC-HVDC并联运行系统直流侧电压平衡控制以及载波移相方法用于该系统的有效性。

三电平逆变器的直流侧电压平衡控制新方法

三电平逆变器应用于中高压游梁式抽油机变频驱动装置不仅可以节能降耗,而且能提高油井的采收率。然而,中点箝位式三电平逆变器的直流侧电压平衡问题直接影响逆变器及其电机调速系统的可靠性。在分析其产生原因的基础上,提出了一种压频转换式电压平衡控制新方法,并给出了利用87C196MC单片机实现的具体编程思路。该方法不受逆变器输出交流电压的影响和限制,实现简单,特别适合于单片机的控制,而且可以扩展到多于三电平的逆变器。仿真和实验结果证明了该方法的正确性。

级联H桥整流器稳定运行区域和直流侧电压平衡策略的调节能力分析

对级联型整流器稳定运行区域(稳定域)的分析以及不同直流侧电压平衡控制策略的评估至关重要。针对多级级联H桥整流器稳定域却鲜有分析且没有一种适用范围较广的直流侧电压平衡控制策略评估方法,因此提出一种基于相量图的多级级联H桥整流器稳定域的通用分析方法,定义功率偏差系数来分析不同直流侧电压平衡控制策略的调节能力。建立级联H桥整流器直流侧电压数学模型,分析两级和多级级联H桥整流器的稳定域,给出以调制比调节法为例的功率偏差系数数学表达式。因此,对四级级联H桥整流器多种工况下调制比调节法所能达到的功率偏差系数范围进行求解,并对这些工况进行仿真和实验,验证了所提出的分析方法的有效性和准确性。

级联H桥SVG直流侧电容电压平衡控制

文章针对级联型静止无功发生器(SVG)直流侧电容电压平衡控制的问题,对插入额外电压和调制电压叠加分量2种方法之间内在联系进行详细理论分析,将2种方法相结合并在此基础上加以改进,提出了一种可实现级联H桥SVG中各相桥间电容电压独立平衡控制的简化叠加有功分量方法。该方法无需外加设备,通过引入锁相得到的相位信息代替SVG输出电流加以简化,将控制额外电压作为有功分量叠加到调制电压上,以实现直流侧电容电压的独立平衡控制,有效地提高了SVG的稳定性能,仿真结果验证了该方法的可行性。

链式静止同步补偿器直流侧电容电压平衡控制

针对链式静止同步补偿器(STATCOM)直流侧电容电压平衡问题,建立了链式STATCOM的单相等效数学模型,在分层控制架构的基础上,提出相邻电感均衡能量来控制其各模块直流侧电容电压平衡。上层通过前馈解耦控制实现系统总的有功和无功控制;下层采用所提出的控制方法,以电感作为中间储能单元转移电压高的直流侧电容能量来控制直流侧电压大小;最后给出了相邻电感均衡能量控制具体的实现方法。仿真与试验结果表明,方法可以有效地稳定链式STATCOM直流侧电容电压,具有精度高、速度快、控制方法简单等特点。

组合多电平式APF直流侧电压平衡控制策略

H桥级联式多电平变流器用于有源电力滤波器(APF)时,H桥功率单元直流侧电容电压的平衡制约着系统补偿的性能.通过对应用两电平变流器或H桥级联式多电平变流器的APF的研究,提出了更有利于实现多电平APF直流侧电容电压平衡控制的组合式多电平变流器拓扑;以新的多电平拓扑为基础,提出了2电压环的直流侧电压控制策略,解决了多电平有源电力滤波器直流侧电压平衡问题.仿真实验证明,该组合式多电平变流器拓扑是有效实用的,直流侧电容电压平衡控制策略也具有良好的控制效果.

组合多电平式APF直流侧电压平衡控制策略

H桥级联式多电平变流器用于有源电力滤波器（APF）时,H桥功率单元直流侧电容电压的平衡是系统的重点,也是难点。通过对应用两电平变流器或H桥级联式多电平变流器的APF的研究,提出了一种更有利于实现多电平APF直流侧电容电压平衡控制的组合式多电平变流器拓扑;以新的多电平拓扑为基础,提出了一种双电压环的直流侧电压控制策略,解决了多电平有源电力滤波器直流侧电压平衡问题。仿真和实验证明,该组合式多电平变流器拓扑是有效实用的,直流侧电容电压平衡控制策略也具有良好的控制效果。

三电平逆变器直流侧电容电压平衡问题

针对中性点接地的单相二极管钳位型三电平变换器在非理想条件下直流侧分压电容容值不相等,电容电压不平衡问题,分析了电容电压不平衡产生的机理。在三电平有源中点钳位变换器的基础上辅以悬浮电容,2个直流侧分压电容与悬浮电容在高频脉宽调制下交替形成双向导通回路。该控制方法有效地保持了直流侧电容电压平衡和悬浮电容电压的稳定,大幅减小所需直流电容的容值,同时悬浮电容为内管提供有效的钳位电路。仿真和实验结果表明,该电容电压平衡控制方法有效。

LCL型1140V级联STATCOM直流侧电容电压平衡控制策略

针对电网电压不平衡的情况,提出了一种LCL型级联STATCOM直流侧电容电压分级控制策略,采用正序电流控制了总体直流侧电容电压平衡、负序电流实现了各相间直流侧电容电压平衡控制、上下平移每个功率单元的调制波实现了相内直流侧电容电压平衡控制。该方法中各级控制之间没有参数耦合,既有联系又不互相干扰,且稳定性高,动态性能好。最后,通过MATLAB/Simulink仿真进行了验证。

级联H桥整流器的新型直流电压与无功平衡控制策略

为解决级联H桥整流器(cascaded H bridge rectifier,CHBR)的直流侧电压不平衡问题,实现各H桥直流端电压和无功平衡,消除电压平衡控制器与基本双闭环控制器之间的耦合效应,该文提出一种新型的直流侧电压与无功平衡的控制策略。该方法通过对有功和无功占空比按一定关系同时进行修正来实现电压与无功平衡的控制,即使在负载不平衡情况下也能维持直流侧电压和各H桥无功平衡,消除了基本双闭环控制器与电压平衡器之间的耦合效应。同时,分析加入电压平衡控制器的系统稳定性,并讨论电压平衡控制器的有效范围,最后通过仿真和实验验证该方法的有效性和可行性。

阶梯波调制法链式STATCOM直流电容电压平衡控制

为提高采用阶梯波调制法的链式静止同步补偿器(STATCOM)输出电压和输出电流的波形质量,提出一种直流侧电容电压平衡控制策略。分析导通方式、工作模式和电容电压变化量的关系,总结出链节的四种工作区间(A、B、C、D)及各个区间导通角与电压变化量的数值关系。根据单个采样点电容电压的排序结果在各个区间选择导通方式,使电压越高的链节在A和D区间电压上升程度越小,在B和C区间电压下降程度越大,从而将电容电压向平均值调整,在调整过程中不改变各个链节的导通角、调制比等参数。为避免锁相环误差引起的工作模式判断不准确问题,根据两个相邻采样点电容电压大小和变化量判断装置的工作模式(容性、感性)。三相11电平链式STATCOM的实验结果验证了控制策略的可行性和有效性。

链式STATCOM直流侧电容电压控制策略研究

链式结构的STATCOM以其损耗小、效率高、输出电压谐波含量少、易于模块化等优点,被广泛应用于各类STATCOM样机及工程中。然而这种结构的STATCOM存在直流侧电容电压不平衡的问题,严重时可能导致STATCOM装置无法正常工作。针对这一突出问题展开研究,分析了各种可能影响到直流侧电容电压不平衡的因素,认为并联损耗、混合损耗和脉冲延时是主要的影响因素。从能量平衡角度归纳了4种常见控制策略,从控制变量角度归纳了3种常见控制策略,最后介绍了1种便于软件实现的新型直流侧电容电压不平衡控制策略,并给出了相关推荐意见。这些可为STATCOM工程设计者提供参考。