中压级联H桥换流器提高输出电能质量的锯齿载波NL-PWM策略

最近电平-脉宽调制(Nearest Level Pulse Width Modulation,NL-PWM)技术是将最近电平调制(Nearest Level Modulation,NLM)与脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)有机结合的先进调制策略,适用于中压配电网级联H桥换流器,具有开关频率低和谐波特性好的优点。现有的NL-PWM调制基于三角载波,在中压配电网应用CHB子模块数较少的情况下,其输出电压的THD含量相对较高,并且其开关点随参考电压变化,不利于均压控制。由于锯齿载波具有固定的跳变点便于均压控制,通过对NL-PWM调制的基本原理的分析,推导了基于锯齿载波的NL-PWM输出电压波形的频谱;通过仿真分析了不同电平情况下锯齿载波NL-PWM的谐波特性,并将其调制性能与基于三角载波的NL-PWM调制方法进行了对比。搭建了每相4个H桥模块级联的电力电子换流器,进行了基于锯齿载波NL-PWM调制的实验验证。仿真和实验结果表明,锯齿载波的NL-PWM调制的输出电压和电流THD含量明显小于三角载波的NL-PWM调制。

级联H桥换流器避免窄脉冲的NL-PWM策略

最近电平-脉宽调制(NL-PWM)是将最近电平调制(NLM)和脉宽调制(PWM)结合的混合调制方法,在级联H桥(CHB)型换流器中具有广泛的应用前景,但其在实施过程中会出现窄脉冲,对CHB工作效率、输出电压质量和功率器件的安全运行产生不利影响。此处分析了传统NL-PWM窄脉冲问题的产生机理,提出了一种能够避免窄脉冲的改进型NL-PWM策略,分析了其避免窄脉冲原理并对其进行频谱分析。研究表明改进型NL-PWM在有效避免窄脉冲的同时,谐波特性优于传统NL-PWM。仿真和实验验证了理论分析的正确性。

混合潮流控制器阻抗特性分析及控制策略研究

随着新能源并网的占比不断提高,新能源输送通道受到电网结构及线路热稳定极限的限制。为此,提出一种混合型潮流控制器(HPFC)用于灵活、精准调控潮流,平衡潮流分布,提高断面输送能力。HPFC由无源移相器(PST)部分与有源级联H桥换流器(CHBC)部分组合而成,结合了PST调节潮流容量大与CHBC灵敏性高的优点,实现了对潮流的快速精准调节。首先,利用PST阻抗特性分析了潮流与PST挡位之间的非线性耦合关系,并提出一种基于sinh函数的变步长高效求解的迭代算法;其次,对PST有载调压过程进行仿真建模与暂态分析,推导出切换过程中PST输出电压解析式,为实现暂态应力协同控制(TSCC)提供理论基础;再次,针对有源CHBC与无源PST调节区域及速度之间的差异问题,提出一种潮流柔性协同控制策略,实现了暂态应力协同控制,减小了HPFC调控过程中对电网的潮流冲击及换流阀承受的应力集中;最后,基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了理论分析的正确性及协调控制策略的有效性。

预充电过程中取能电路对链式STATCOM直流电压影响及其均衡方法

本文以交流侧取能链式STATCOM为研究对象,通过建立其预充电过程中含取能回路的换流器等效电路,研究换流器直流电压分布机理,分析换流器直流电压分布不均衡原因,提出考虑取能电路参数差异的直流电压均衡方法,并通过低压物理实验对该方法予以验证。

基于混频调制的电力电子变压器设计方法及实验验证

现有的电力电子变压器中电能变换级数较多,导致其效率低、成本高,限制了其应用。基于混频调制策略的三级型电力电子变压器可减少电能变换级数,并可通过合适的控制策略实现双向功率变换和多端口输出。文中对基于混频调制的三级型电力电子变压器的工作原理、控制策略、设计方法及实验验证进行了详细的分析研究,提出了一种单相结构的三级型电力电子变压器,同时引入一个额外的全桥补偿子模块以消除该电路在交流电网中产生的中频谐波电流。最后,搭建交流电压为150 V、直流电压为100 V、功率为1 kW的样机平台,进一步验证了所提单相三级型电力电子变压器方案的可行性。