级联多电平高压DC/AC变换器单周控制策略

将单周控制技术用于级联多电平变换器提高其控制性能。在理论分析的基础上,建立了级联多电平DC/AC变换器单周控制模型,并建立了4个3级H桥三相级联多电平电路仿真实例。在开关频率为2 500 Hz、滤波电感为4 mH、滤波电容为14μF、每级H桥直流侧电压为500 V并在10%范围内变化时,变换器输出交流相电压幅值为1 268 V,线电压幅值为2 193 V,输出电压稳定,4个实例的电压THD均小于5%。理论与模拟实例分析表明:单周控制用于级联多电平变换器控制具有控制电路简单、控制效果好、输出稳定等特点。

船用690 Vac基于飞跨电容三电平的Buck/Boost双向变换器的预充电控制策略

[目的]针对基于飞跨电容三电平的船用690 Vac双向变换器,为使其能稳定启动并过渡到正常工作状态,必须对飞跨电容进行预充电,因此提出适应于飞跨电容三电平的基于单管控制的预充电策略。[方法]控制基于飞跨电容的三电平外管的通断,对飞跨电容进行高效、快速预充电控制。[结果]将预充电控制策略应用于690 Vac双向变换器,Buck模式于1 s,Boost模式于5 s内完成飞跨电容的预充电,预充电结束后飞跨电容电压保持为高压侧电压的一半,输入侧电容电压保持为输入侧电压。[结论]经过试验验证,所提出的基于飞跨电容的三电平外管通断控制的预充电策略可应用于690 Vac双向变换器装置,不需要外加预充电功率器件,既简化了拓扑,又确保飞跨电容的可靠、快速预充电。

船舶中压电力模拟试验系统AC/DC变换器仿真研究

为在实验室环境下实现40 k W容量的船舶中压电力模拟试验系统,需要将380 V发电机组输出的交流电经电力变换得到稳定的4 k V直流输出。系统采用两级变换,前级AC/DC变换采用无桥boost型PFC(Power Factor Correction)电路,后级DC/DC变换采用四路全桥PWM(Pulse Width Modulation)变换器级联进行升压,其中一路为移相全桥完成调压控制输出,三路为普通全桥得到固定电压输出。在MATLAB/Simulink环境下对该AC/DC变换器系统进行了系统建模,仿真结果表明,该方案能输出稳定的4 k V电压,效率94.8%,纹波2.08%。

DC/DC/AC混合型MMC变换器控制策略分析与设计

研究了一种可以实现电能不同形式综合利用的DC/DC/AC混合型模块化多电平变换器(MMC),该结构的变换器实现了电压变换功能的多样化。首先,分析了该种可以同时实现DC/DC与DC/AC混合电压变换的模块化多电平变换器拓扑结构;然后,利用功率正交原理,设计了DC/DC/AC混合型模块化多电平变换器的闭环控制策略;最后,在给定交流负载侧交流电流的前提下,实现了各个桥臂子模块电容电压的均衡控制。仿真结果验证了所提出的DC/DC/AC混合型模块化多电平变换器电压变换功能的可行性以及控制策略的有效性。

具有高变压比的分叉结构模块化多电平变换器

提出一种新型的分叉结构模块化多电平变换器(bifurcate modular multilevel converter,BMMC),BMMC将常规模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的串联结构桥臂替换为分叉结构桥臂,其拓扑可以从单一分叉结构扩展为多重分叉结构,具有多个交流端口,端口之间为错相连接。BMMC是一种无需变压器的高变压比AC/DC变换器,能够将电压等级较低的交流系统连接至电压等级较高的直流系统,并具有较低的损耗与较小的电容使用量,在交直流混合电网中具有广阔的应用前景。对BMMC的工作原理进行了分析,提出了相应的控制方法,对其性能特点进行了分析与总结,并在RT-Lab仿真平台上对理论分析和控制方法进行了验证。

用于直流电网的高压大容量DC/DC变换器拓扑研究

随着世界范围内大力发展直流电网,作为直流电网中关键器件之一的高压大容量DC/DC变换器的研究尤为重要。针对目前关于DC/DC变换器研究主要集中于中低压小功率场合的现状,该文首先从多个角度对直流电网用的高压大容量DC/DC变换器进行了需求分析;其次,对现有文献中提出的适用于直流电网的DC/DC变换器拓扑进行了研究,并将输入端串联输出端串联(input-series output-series,ISOS)结构和低压DC/DC变换器相结合,提出了用于直流电网中输入端和输出端均为高电压场合的ISOS型DC/DC变换器。比较分析了不同拓扑变换器的电压变比、开关器件的电气应力和故障处理能力等,为选择合适的高压大容量DC/DC变换器拓扑提供了依据。

“多电平变换器关键技术研究及其应用”专题征稿

近年来,多电平变换器(multilevel converter)技术在中压混合交直流微网(medium-voltage hybrid AC/DC microgrid,MV Microgrid)和中低压直流配电系统等新兴领域得到了国内外学者和工业界的广泛关注和研究。

“多电平变换器关键技术研究及其应用”专题征稿

近年来,多电平变换器(multilevel converter)技术在中压混合交直流微网(medium-voltage hybrid AC/DC microgrid,MV Microgrid)和中低压直流配电系统等新兴领域得到了国内外学者和工业界的广泛关注和研究。多电平变换器具有容量大、模块化程度高、可拓展、易实现冗余设计、输出电压谐波含量低等优良特性,在中高压大功率场合具有广泛的应用前景。

“多电平变换器关键技术研究及其应用”专题征稿

近年来,多电平变换器(multilevel converter)技术在中压混合交直流微网(medium-voltage hybrid AC/DC microgrid,MV Microgrid)和中低压直流配电系统等新兴领域得到了国内外学者和工业界的广泛关注和研究。多电平变换器具有容量大、模块化程度高、可拓展、易实现冗余设计、输出电压谐波含量低等优良特性,在中高压大功率场合具有广泛的应用前景。

“多电平变换器关键技术研究及其应用”专题征稿

近年来,多电平变换器(multilevel converter)技术在中压混合交直流微网(medium-voltage hybrid AC/DC microgrid,MV Microgrid)和中低压直流配电系统等新兴领域得到了国内外学者和工业界的广泛关注和研究。多电平变换器具有容量大、模块化程度高、可拓展、易实现冗余设计、输出电压谐波含量低等优良特性,在中高压大功率场合具有广泛的应用前景。

“多电平变换器关键技术研究及其应用”专题征稿

近年来,多电平变换器(multilevel converter)技术在中压混合交直流微网(medium-voltage hybrid AC/DC microgrid,MV Microgrid)和中低压直流配电系统等新兴领域得到了国内外学者和工业界的广泛关注和研究。多电平变换器具有容量大、模块化程度高、可拓展、易实现冗余设计、输出电压谐波含量低等优良特性,在中高压大功率场合具有广泛的应用前景。

宽输出电压范围集成Buck型无桥PFC变换器

提出一种集成Buck型无桥有源功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器及其控制方法。变换器能够工作于升压模式或降压模式,使得直流侧电压能够在宽范围内调节;采用载波层叠脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制策略,使变换器能够根据网侧电压和直流侧电压的大小关系能够自动工作于单级模式或准单级模式,集成Buck变换器仅需处理部分功率,大部分功率只需经过单级变换,且在直流电压低于电网电压峰值时实现三电平输出,有效减小了导通和开关损耗,提升了整体效率。文中详细分析变换器的工作原理、控制策略及特性,通过实验验证所提出的集成Buck型无桥PFC、变换器及其控制方法的正确性和有效性。

组合级联式兆瓦级功率调节装置协调控制策略

提出了一种新型组合级联式兆瓦级功率转换系统(PCS)的拓扑结构,它由电池组、隔离型半桥DC/DC变换器和级联式H桥DC/AC变换器组合而成。首先对所选用的隔离型半桥DC/DC变换器的基本原理、电压增益和功率传输特性进行了分析。在此基础上,重点研究了2种变换器的协调控制策略:为实现装置的双向功率交换,DC/DC侧采用移相控制,DC/AC侧采用双环控制;为确保直流侧电容电压恒定,DC/DC侧采用占空比控制,DC/AC侧采用全局直流电压控制;为提高装置响应速度和改善直流侧电容电压品质,将电网侧的实时功率指令前馈给DC/DC侧;为改善装置的启动特性,提出了一种软启动控制策略。在PSCAD/EMTDC环境下建立了基于锂电池储能的PCS模型,应用所提出的一整套协调控制策略,对装置的启动过程、正常调节工况、电池组容量和荷电状态不同等工况进行了仿真。结果表明该装置在所提出控制策略下具有较宽的电压匹配能力,电池状态适应能力强,且控制的响应速度较快,能实现大容量储能和双向大功率调节。

新型多端输入光伏并网系统运行控制策略

提出一种基于双主动全桥(DAB)变换器多光伏阵列并列输入、级联逆变输出的高频隔离型光伏并网系统。分析了DAB变换器的功率传输能力,设计了其移相控制策略;针对各输入端光伏阵列光照强度不同带来的功率不平衡问题,基于dq解耦控制数学模型,设计了级联多电平DC/AC变换器的调制量补偿控制策略,实现了各直流端电压的平衡控制。在PSCAD/EMTDC中搭建了4.5 MW/10 kV光伏并网模型进行仿真,仿真结果验证了系统结构的可行性以及所提控制策略的有效性。