一种级联型大功率逆变电源的控制方法研究

分析了多单元串联大功率逆变电源的控制原理 ,提出了单个功率单元的二重化控制技术与水平移相式PWM技术相结合的控制方法 ,同时 ,对所研究的控制方法进行了仿真 。

级联型光伏并网逆变器在光照不均匀条件下的功率平衡控制

级联型并网逆变器在大容量光伏并网中具有较好的应用前景,有利于解决光伏阵列间的光照不均匀造成的发电效率低的问题。但级联型光伏并网逆变器中各级功率单元实现独立的MPPT调节时会造成直流母线电压的不一致,对装置的安全稳定运行造成了影响。针对每级功率单元中各光伏阵列所受光照不均匀情况,基于光伏阵列等效模型和功率平衡机理,推导出直流侧电压动态平衡方程和逆变器网侧功率模型,并在此基础上提出了基于占空比有功分量修正的功率平衡控制策略及其稳定工作区域。通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性和可行性,结果表明即使在光照严重不均匀的情况下,该方法亦能保证直流母线电压的稳定。

超导储能用电压型大功率换流器技术

在500 kVA超导储能系统研制中,为了选择合适的功率变换电路拓扑,使系统具有更高的电压等级和灵活性,比较了近年来国内外采用的几种电压型换流器。针对超导储能特点及其在电力系统中承担电能质量调节的要求,分析了传统2电平桥式换流电路、中点钳位型多电平换流电路以及级联型多电平换流电路的性能。分析结果表明,对于大功率超导储能装置,级联型多电平换流电路在电压等级、控制精度及结构灵活等方面均优于另外2种换流器拓扑,采用级联型换流器的超导储能系统实现了模块化构造,可以实现系统冗余及容错运行。仿真结果证实模块化超导储能系统能够在较低工作频率下精确控制电压质量。

基于脉冲阶梯调制的级联型逆变器研究

脉冲阶梯调制(PSM)是将脉宽调制(PWM)与阶梯调制(SM)相结合,起初应用在高压直流电源系统中。将脉冲阶梯调制技术应用到逆变器领域,提出了基于脉冲阶梯调制的级联型逆变器。介绍了级联逆变器的基本拓扑,分析了PSM级联型逆变器的工作原理,研究了PSM的调制算法。该级联型逆变器具有电路结构简单、控制方法简便、开关损耗小、效率高等优点,适合高压大功率场合。建立了6模块的PSM级联型高压逆变器(可获得有效值为4 kV的输出电压)的Matlab仿真模型进行分析,给出仿真结果。仿真结果表明,PSM级联型高压逆变器的输出波形特性好,谐波含量和THD均很小。

功率加权的级联H桥光伏并网逆变器功率均衡控制

针对级联H桥光伏并网逆变器各级联单元输出功率不均衡的问题,提出了一种基于功率加权的级联H桥光伏并网逆变器功率均衡控制策略。由各单元直流侧功率和各级联单元参考电压,得出功率权重因数,电流内环输出的占空比信号基于功率权重因数被重新分配给级联单元,修改各级联单元占空比信号。该策略能够保证各级联单元的输出功率均衡,且实现了电流环和电压环的近似解耦,简化了控制器的设计。最后通过仿真研究验证了该控制策略的正确性和有效性。

一种新型的三相桥级联型PWM变换器

传统的单相级联H桥变换器不易直接应用于三相高压场合,为此提出了三相桥级联型PWM变换器的拓扑结构,其子模块为电压源型三相桥式变换器。分析了该新型拓扑的构成思想,推导了二级和三级级联拓扑的电流和功率表达式,其可做整流器也可做逆变器,分别采用单周控制和载波相移控制对其进行仿真研究。仿真结果验证了该新型拓扑的可行性,表明其能够提升电压等级,与传统的单相级联H桥变换器构成的三相变换器相比,能够节省开关管和直流侧电容(独立电源)个数,且直流侧电压纹波较小,在三相高压场合具有较好的应用前景。

基于二维调制的级联型H桥PWM整流器电压平衡控制策略

在研究一种用于高压大功率能量变换场合的级联型H桥PWM整流器新拓扑结构的基础上,根据该拓扑电路的电压电流关系,建立了CHBR在平均意义下的数学模型,提出了基于二维调制理论的直流母线电压平衡控制策略.最后,通过MATLAB搭建了2级级联的系统仿真.结果表明,该方法能够快速地平衡级联整流级各H桥直流侧的电容电压,提高其直流侧的抗干扰能力,且能较好实现级联整流级系统的单位功率因数.

错时采样空间矢量调制的级联型多电平变流器及其在并联有源电力滤波器中的应用

介绍了错时采样空间矢量调制的基本原理,讨论了组合变流器与级联型多电平变流器的等价关系,提出了错时采样空间矢量调制在级联型多电平变流器中的实现方法,并进行了实验验证。给出了基于错时采样空间矢量调制级联型多电平变流器的并联电力有源滤波器的拓扑结构,设计了其交、直流控制系统,并以仿真和实验结果加以验证。仿真和实验结果表明,基于错时采样空间矢量调制级联型多电平变流器的并联有源滤波器可以在较低的开关频率下准确、有效地补偿负载谐波和无功功率。

“混杂型电能质量治理装置”与“级联型水冷变频器系统”通过省级科技成果鉴定

2010年9月20日,由湖南省科技厅成果处处长张艳琼在株洲变流技术国家工程研究中心有限公司主持召开了“基于STATCOM与TSC组成的混杂型电能质量治理技术及装置”与“水冷多电平级联型大功率高压变频器系统”两项目的科技成果鉴定会。

光伏电池与前置电容式电流型MPPT变换器的接口稳定性研究

从级联系统的角度,分析了前置电容式电流型MPPT变换器的光伏接口稳定条件以及控制器参数设计准则。本文首先提出电流源-负载级联系统的接口稳定性判据;分析了光伏电池小信号输出阻抗和接口电压反馈控制时前置电容Boost变换器的闭环输入阻抗;然后基于提出的稳定性判据,推导出该变换器的光伏接口电压闭环控制稳定的条件,并据此得出控制参数设计准则——在最低接口电压下设计前置电容式电流型变换器的控制参数,就能确保该变换器在整个工作电压范围内光伏接口稳定;最后设计并实现了150W样机实验验证了理论分析的正确性。