H桥级联多电平变流器的直流母线电压平衡控制策略

H桥级联多电平变流器是一个非线性、多变量、强耦合系统,其中单个功率模块的直流母线电压平衡问题严重影响该类型装置的输出性能,并限制其应用范围。对变流器与系统之间的功率交换模型进行详细的数学推导,得出可以通过控制变流器负序电流、零序电压或负序电压的方式达到控制单相直流电压平衡的控制规律。结合全局平均直流电压控制策略和单模块直流电压控制策略,提出基于正负序电流分离解耦控制的通用三级直流母线电压控制方法,解决了H桥级联多电平变流器的直流母线电压平衡问题,并提高了装置的输出性能。仿真和实验验证了所提直流电压控制策略的有效性和可行性。

基于级联型错时采样空间矢量调制多电平变流器的APF研究

该文提出并分析了错时采样空间矢量调制(STS-SVM)技术的工作原理及其在级联型多电平变流器上的实现方法。实现的多电平变流器结合了STS-SVM 和级联型多电平变流器两者的优点,使用元件数目少、直流侧均压容易实现、易于模块化设计和调试,实验结果验证了理论分析的正确性。最后通过仿真研究了级联型STS-SVM 多电平变流器在有源电力滤波器中的应用特点。

基于相移SPWM技术的级联型多电平变流器

介绍一种基于相移 SPWM技术的级联型多电平变流器并给出了仿真结果。这种变流器与传统多电平变流器相比较 ,所用的开关器件数少 ,负荷均衡 ,输入输出线性度好 ,具有良好的控制特性。

级联型多电平变流器新型载波相移SPWM研究

将单极性正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)引入到级联型多电平变流器中,提出一种新型载波相移SPWM策略。该策略较传统的载波相移SPWM可以节省一半的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)脉冲发生器,对级联型多电平逆变器的数字化实现有重要的理论和实用价值。给出新型载波相移SPWM的2种调制方式,分别推导频域调制模型,并对其谐波特性进行分析、比较和仿真验证。仿真结果表明,对于单相系统,2种方式基本相当;对于三相系统,方式二的谐波特性更好。分析新型载波相移SPWM技术的热稳定性问题,并给出其解决办法。实验结果验证了理论分析和仿真研究的正确性。

载波幅值可调PWM技术及其在级联型多电平变流器中的应用

在详细分析直流电压脉动对输出电压影响机理的基础上,提出载波幅值可调PWM技术。根据直流侧电压脉动的实际情况及时调整载波幅值,可以有效地抑制直流侧电压脉动造成的输出电压畸变。载波幅值可调PWM技术原理简单、实现方便,还可以降低直流侧滤波电容,对提高系统品质和功率密度有重要意义。理论分析和仿真研究得到了实验验证。

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。

基于载波相移SPWM的级联型多电平变流器及应用

文中提出的基于载波相移(CPS-SPWM)技术的级联型变流器同时具有CPS-SPWM技术与多电平交流技术的优点,因而有良好的工程应用前景。在并联有源电力滤波器的应用系统中,由于直流侧不需要提供有功功率,级联型多电平变流器的优势得到了充分的发挥;而CPS-SPWM技术良好的谐波传输特性也得到了良好的利用。

采用级联H桥多电平变流器的地面过电分相系统

为彻底消除牵引供电系统中电分相对电力机车及牵引供电系统的不利影响,在无断电过电分相方案的基础上,提出采用级联H桥多电平变流器的地面过电分相系统。该系统利用功率前馈直接功率控制(DPC)算法,实现电力机车所需功率在接触网供电臂与中性段之间的可控切换;利用二阶广义积分器—锁相环重构电压信号的方法,实现列车运行于中性段时相邻两接触网供电臂间供电电压和相位的柔性切换。基于Matlab/Simulink软件建立级联H桥多电平变流器的地面过电分相系统仿真平台,模拟列车满功率牵引通过该系统的过程,结果表明该系统可以实现列车带载通过电分相,并且对牵引供电系统和电力机车均无冲击。

基于SPWM的多电平级联型变流器的应用综述

在现有的多电平交流器中,级联型变流器以其结构简单、控制方式简便的优点在高压、大容量的工业领域得到越来越广泛的应用。本文对其基本的拓扑结构、控制策略、以及研究现状进行了讨论。并提出一种在中、高电压电能质量综合治理领域运用级联型多电平变流器的构想。

一种适用于较少级联模块的H桥多电平变流器最近电平逼近调制改进算法

既有的最近电平逼近调制算法(简称NLM传统算法)用于级联模块数相对较少(约为10个左右)的铁路牵引供电地面过电分相系统级联H桥多电平变流器(简称变流器)时,各子模块尤其是最后一级子模块会导致变流器输出电压波的等效面积误差较大(最大约为6%),而且其电压分辨率也会引起变流器输出电压波的等效面积误差,这些误差导致变流器调制精度降低、控制性能变差。为了解决这一问题,提出NLM改进算法,即基于输出电压波面积等效的基本思想,通过对变流器输出电压幅值附近正弦调制波的面积计算,在确定最后一级子模块投入工作的时长后再确定各子模块开始投入工作的时刻,从而实现变流器输出电压的高精度跟踪调制,并且对给定的输出功率跟踪更准确。利用Matlab/Simulink软件对NLM改进算法进行仿真验证,结果表明:NLM改进算法能够提高变流器输出电压的调制精度,其误差仅约为传统算法的20.93%,而输出电压的谐波含量仅比传统算法的增加约3.2%,使得地面过电分相系统的性能得到显著提高。

准优化PWM技术在级联型多电平变流器中的应用

级联型多电平变流器是目前高压变流器的主要拓扑结构之一,载波相移SPWM技术是级联型多电平变流器普遍采用的方法,但是这种方法的一个缺点是直流电压利用率较低,为了提高级联型多电平变流器的直流电压利用率,将准优化PWM技术应用于载波相移SPWM技术中,通过分析并利用MATLAB进行仿真,验证了这种方案的可行性。

CPS-SPWM级联型多电平变流器

基于载波相移(CPS-SPWM)技术的级联型变流器同时具有CPS-SPWM技术与多电平变流技术的优点,因而有广泛的工程应用前景。在并联有源电力滤波器的应用系统中,由于直流侧不需要提供有功功率,级联型多电平变流器的优势得到了充分的发挥;而CPS-SPWM技术良好的谐波传输特性也得到了良好的利用。

CPS-SPWM级联型多电平变流器在有源电力滤波器中的应用

本文提出的基于载波相移穴CPS-SPWM雪技术的级联型变流器同时具有CPS-SPWM技术与多电平变流技术的优点,因而有广泛的工程应用前景。在并联有源电力滤波器的应用系统中,由于直流侧不需要提供有功功率,级联型多电平变流器的优势得到了充分的发挥;而CPS-SPWM技术良好的谐波传输特性也得到了良好的利用。

基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法

考虑到传统的多电平变流器调制算法不能简单应用于各种新型多电平变流器拓扑结构,提出了基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法。该算法首先确定与实际变流器电平数相同的等价变流器和目标波形,再通过编-译码确定原始工作波形和实际工作波形的逻辑关系,使实际变流器获得与目标波形一致的输出波形。以混合级联多电平变流器为例,对该调制算法进行了理论分析、仿真和试验验证。仿真和试验结果表明基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法,具有不依赖于具体拓扑结构的通用性,算法简单且容易实现,适用于各种结构的多电平变流器。

级联多电平储能变流器SOC均衡控制技术研究

本文介绍了电池储能功率变流器的发展现状,给出了一种中压、大功率级联多电平储能变流器的设计方案,研究了该系统的功率控制和SOC均衡控制策略,并在MATLAB/SIMULINK环境下搭建了仿真模型并进行仿真分析,仿真结果表明该系统可以较好地实现功率控制和SOC均衡控制。

级联H桥多电平变流器直流侧电压平衡控制策略仿真研究

级联H桥(CHB)多电平变流器直流侧电压不平衡会导致局部器件过压、电流过大等问题,对此提出一种CHB多电平变流器直流侧电压平衡控制策略。首先建立变流器的数学模型,提出一种可实现并网电流控制的单相dq矢量控制策略;然后通过直流侧电压平衡机理分析,使用有功占空比分量调节各H桥占空比输出,实现CHB多电平变流器直流侧电压平衡控制;最后,在MATLAB/Simulink仿真软件中搭建CHB多电平变流器仿真平台来验证策略的有效性。仿真结果表明,本文所提策略可实现电网电压、电流的同相位运行,保证变流器直流侧电压平衡。

多电平变流器在直驱型风电系统的应用研究

为满足直驱型风力发电系统对变流器的要求,采用了级联型多电平逆变器替代传统的两电平逆变器。通过仿真分析表明,以变化的风速为输入,采用最大风能捕获时,逆变器输出电压可追踪电网电压频率和相位,实现单位功率因数输出。采用载波相移的SPWM调制方法,输出电压波形好,产生的高频谐波方便滤除。级联型多电平逆变器作为全功率变流器适合于直驱型风力发电系统。

CPS-SPWM级联H桥APF直流侧电容设计

基于载波移相SPWM(CPS-SPWM)级联H桥的有源电力滤波器(APF)直流侧电容是其正常运行所必需的能量储存设备,该电容大小直接影响APF的谐波及无功补偿效果。这里在级联H桥APF主电路结构及CPSSPWM策略的基础上,建立单个H桥变流器的数学模型,结合开关函数的计算方法,通过分析调制信号、直流侧和交流侧电流三者之间的关系,从理论上推导出直流侧电流和电容电压在稳态下的数学表达式。由电容电压稳态时的脉动要求和直流侧电压控制的动态性能指标,给出直流侧电容参数的设计方法。最后,仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性。

一种级联STATCOM的直流侧电压控制方法

基于级联多电平变流器(cascaded multilevel converter,CMC)的STATCOM,在输电系统和配电系统都有很好的应用前景,但是CMC的直流电压是独立的,容易产生直流电压不平衡。所以寻找稳定有效的直流电压控制方法是CMC应用于STATCOM的关键之一。文章首先分析了STATCOM基于dq坐标系下的前馈解耦无功控制方法;然后分析了造成级联多电平变流器的直流侧电压不平衡的原因,并提出了一种分层次的直流电压控制方法;最后利用电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC,对电压等级为10kV,容量为IMVA的级联STATCOM进行仿真,仿真波形验证了所提出的控制方法的正确性和有效性。

基于CPS-SPWM调制的级联H桥有源电力滤波器研究

本文介绍了载波相移脉宽调制适用于大功率场合的理论依据,讨论了级联H桥多电平变流器较其他形式变流器的优势,采取了载波相移脉宽调制在级联H桥变流器的实现方法,采用基于CPS-SPWM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,探讨了三相瞬时无功功率理论在检测层面的应用,并对其进行仿真和分析。仿真结果表明,在较低的开关频率下,基于CPS-SPWM调制级联H桥并联型APF可以对负载谐波和无功功率进行准确、有效的补偿。