基于DSP/FPGA的级联型固态变压器控制研究

级联型固态变压器是构建能源互联网的核心设备。然而单一控制器不能满足级联型固态变压器快速控制和各开关器件PWM脉冲信号数量的要求。对此根据级联型固态变压器的基本工作原理,采用了基于DSP与FPGA的协同控制器。该协同控制器通过高性能DSP实现控制算法的快速准确计算,并使用SPI通信总线发送PWM调制信号数据至FPGA。同时利用FPGA的并行机理,更好地实现了基于载波相移技术的PWM调制,而FPGA丰富的端口也满足PWM脉冲信号的数量要求。最后在380 V/2 k W两级级联H桥固态变压器样机上进行了实验。结果表明,所采用协同控制器,既可增加PWM脉冲信号数量,也能够自主适配级联级数,实现对整个系统的综合控制,具有较好的可行性和有效性。

级联型固态变压器整流级电压均衡控制策略

对于级联型固态变压器(SST),如果整流级输出直流电压不均衡,可能导致输入电流下降,H桥不平衡损耗,功率器件电压应力分配不均。因此提出在整流级采用电压均衡控制策略,解决输出电压不均衡的问题。但电压均衡控制器的引入会对原系统控制器产生耦合影响。为了解决整流级输出直流电压不均衡和耦合影响的问题,提出一种新颖的控制策略。该控制策略可以解决整流级输出电压不均衡的问题,同时能消除电压均衡控制器的引入对原系统控制器造成的耦合影响。通过Matlab/Simulink仿真分析,验证了所提出控制策略的可行性和有效性。

基于固态变压器的电动汽车集群柔性并网控制方法

级联型固态变压器(SST)为实现电动汽车充放电集群高效稳定并网提供了一种可行的解决方案,但其体积较大、效率低、结构中存在的多直流侧电压不平衡等问题制约了工程应用。为此,本文提出了一种级联型固态变压器柔性并网优化控制方法,在建立数学模型的基础上分析了其直流侧电压的纹波特性,通过引入两级协调控制和比例积分谐振(PIR)控制器,在实现多直流电压平衡的同时,大大减少了直流侧电压的纹波。实验结果表明,与传统方法相比,该方法可以将直流侧电容值减少至原来的1/4左右,有效地减小了装置的体积和质量,提升了系统的效率。