高压大容量五电平变换器在RPC中的应用

针对电气化铁道电能质量存在的负序、谐波和无功问题,借鉴日本模式,提出了基于新型YNvd平衡变压器的电铁功率调节器RPC(railway static power conditioner)。为了适应牵引负荷高电压、大容量的需求,RPC主要由2个背靠背的单相二极管箝位型五电平电压源变流器构成,可以实现有功平衡、无功补偿和谐波抑制,使得牵引供电系统相对电力系统而言是一个三相对称纯阻性网络。此外还采用一种新颖的辅助稳压电路来解决二极管箝位多电平结构固有的直流侧电容均压问题。最后用Matlab/Simulink仿真验证了该方案的可行性。

配电系统级联多电平有源电力滤波器仿真研究

笔者研究了将级联多电平拓扑应用于有源电力滤波器(APF)的方法。在调制方法上采用载波移相的调制技术,在控制上采用简单的PI控制方法。仿真结果表明,这种基于级联多电平拓扑的有源电力滤波器能很好地跟踪补偿电网谐波,具有很好的动态响应和较高的检测精度,并且快速准确地实现各个变流器单元直流侧电容的均压控制,这对拓展有源电力滤波器在高压领域的应用有积极意义。

五电平交直交变换器在贯通同相供电中的应用

针对电气化铁道牵引供电系统存在的负序、谐波、无功及机车过电分相问题,借鉴德国模式,研究了基于三/单相交直交潮流控制器的贯通供电系统。为了适应牵引负荷高电压、大容量的需求,交直交潮流控制器采用二极管箝位五电平结构,其中PWM调制方式采用一种快速SVPWM调制算法。此外还采用一种新颖的辅助稳压电路来解决二极管箝位多电平结构固有的直流侧电容均压问题。最后在Matlab/Simulink下仿真验证了该多电平结构方案的可行性。

基于载波移相SPWM的级联多电平逆变器输出特性研究

级联多电平逆变器是最适合在高压大容量环境下应用的逆变器拓扑,论文首先讨论了基于该拓扑的载波移相SPWM(CPS-SPWM)技术,接着研究了直流侧电容不均压对基于CPS-SPWM的级联多电平逆变器输出特性的影响,最后通过仿真和实验对该逆变器的输出特性进行了分析,理论计算、仿真和实验结果相符,并得出了基于CPS-SPWM的级联多电平逆变器能大幅提升等效开关频率,对直流侧电容均压要求宽松的结论。

基于MMC的三相四线制电能质量补偿装置

针对传统三相四线制三相半桥电压型脉冲宽度调制(PWM)整流器在补偿无功、谐波、基波负序和零序电流方面,其输出电压电平数受到限制,导致最终的补偿效果不够理想;星型链式级联H桥多电平虽然能够提高换流器的输出电压的电平数,但是该拓扑结构的换流器对基波负序电流的补偿能力有限;三角形链式级联H桥多电平虽然能够提高对基波负序的补偿能力,但是该拓扑结构的换流器不能应用于三相四线制系统。为此,提出了一种基于模块化多电平换流器(MMC)的三相四线制电能质量补偿方案。MMC以其模块化的特点,理论上其输出电压电平数可以扩展到任意值,达到优化补偿效果的目的,并且其可用于三相四线制系统的电能质量补偿。通过PSCAD/EMTDC平台搭建仿真模型,仿真结果表明:利用MMC可以对三相四线制系统中的无功、谐波、基波负序和零序电流分量进行补偿,且补偿效果良好。