基于矩形区域分类的NPC型H桥级联五电平逆变器简化模型预测电压控制

为进一步提高中点电压钳制(neutral point clamped,NPC)H桥级联五电平逆变器的动态响应、降低控制器计算负担的同时确保装置低损耗运行,文中在电压矢量矩形区域分类的基础上,提出一种以满足动态响应和降低开关损耗为目标的两级优化模型预测电压控制策略。首先根据逆变器数学模型和期望电流进行目标电压矢量计算、修正,接着基于矩形区域分类对目标电压矢量进行定位;并以定位后的候选矢量为基础,设计了两级优化目标函数以输出满足要求的最优矢量。仿真和实验结果验证了该方法的有效性,与空间矢量脉宽调制以及传统模型预测电流、电压控制策略相比,该文所研究的两级优化模型预测电压控制策略,在确保逆变器动态响应的前提下既能降低控制器计算负担,还能有效减少器件开关损耗。

基于DSP和IPM的级联五电平变频调速系统的研究

级联多电平技术解决了大功率开关设备的开关频率和开关容量存在的矛盾,是目前电力电子领域研究的热点。本文根据变频调速系统的基本原理,利用数字信号处理器和智能功率模块,给出了变频调速系统的硬件实现,并阐述了利用数字信号处理器产生控制脉冲的方法和系统的控制程序的设计。本文通过计算机仿真分析了基于载波移相SPWM技术的级联五电平变频器的输出电压波形和频谱分析。采用先进的TMS320F2812数字信号处理器作为控制中心,设计了级联五电平变频器的控制软件,并利用DSP实验箱进行了实验。实验结果表明,级联五电平变频调速系统的输出正弦波逼近程度高、性能稳定,与仿真验证基本吻合,可以广泛应用于电气传动系统中。

五电平单元级联变频器的研究

将现有两种中压变频器的特点相结合，提出了新型的基于二极管钳位三点式五电平功率单元级联的变频电路拓扑。研究了该电路拓扑的特点，推导了功率单元整体数学模型及空间状态方程。分析了基于五电平功率单元级联的该类中压变频器的工作方式，研究了功率单元中各输入、输出变量及状态变量之间的关系。详细阐述了各功率器件的开关状态，给出了优化的开关编码表。提出了载波移相层叠混合调制算法。最后完成了6kV样机的试验。试验结果表明，该变频器要求的功率单元数量少，直接输出的电压电平高，电压上升率低，对负载电机更为有利。

五电平级联H桥STATCOM改进模型预测电流控制

在此提出一种基于扇区判断的五电平级联H桥静止同步补偿器(STATCOM)改进多目标模型预测电流控制(MPCC)策略,利用无差拍模型获得参考电压矢量并判定其所在的扇区,缩小了滚动优化的开关状态子集,同时在价值函数中引入相间电压均衡辅助函数实现直流侧相间电压均衡控制。所提控制策略不仅能够缩短程序运行时间,而且有良好的电流补偿与相间电压均衡控制性能。最后通过仿真与实验样机验证了改进多目标MPCC策略的有效性。

基于神经网络的多电平逆变电路故障诊断

因含有大量的开关器件,多电平逆变器难以用基于模型的方法进行故障诊断。针对这一问题,提出了一种基于神经网络的故障识别和分类方法。采用载波相移脉冲宽度调制(PWM)策略搭建级联五电平逆变电路,对逆变器的输出电压信号进行快速傅里叶变换,获取其频谱并以此作为特征信息。利用反向传播算法(BP)神经网络对输出电压模式进行分类。Matlab仿真结果表明,本文设计的BP神经网络有效地实现了对逆变器的故障诊断。

基于二极管箝位级联拓扑变流器的直驱风电用变流技术

直接驱动型风力发电系统需要全功率变流器作为与电网的接口,多电平变流器的应用得到了广泛关注。二极管箝位五电平级联H桥拓扑,结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势,只需较少的箝位二极管和独立直流电源,即可进一步提高输出电压等级;使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路,可以方便地应用在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中。基于拓扑提出了消谐波SPWM和载波相移SPWM相结合的调制方法,能够方便地对二极管箝位级联拓扑进行控制,可以进一步提高等效载波频率,减小器件损耗和滤波器体积。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。

太阳能发电并网系统的仿真分析

太阳能发电系统并网技术是当前太阳能应用中一个研究重点。本文提出一种有效的太阳能并网系统,其外环功率环和内环电流环分别实现了系统的功率点确定和电流的优化逆变。文中详细分析了最大功率点跟踪(MPPT)、级联五电平逆变桥控制、循环式优化算法等太阳能利用中的新技术;给出相应的仿真分析结果。