准PIR模块化多电平变换器环流的抑制策略

模块化多电平变换器会产生内部环流,增加电力器件电流应力与损耗。通过建立数学模型,分析模块化多电平变换器环流谐波的形成机制,提出一种基于准PIR控制器的环流抑制策略。利用陷波器得到环流二次基频成分,通过准PIR控制器补偿子模块调制信号,实现对模块化多电平变换器内部环流的抑制。Matlab/Simulink仿真结果表明,准PIR控制器可以有效抑制模块化多电平变换器环流,在不影响输出电压和输出电流的情况下,环流中的二次分量占比降低了60%。

中点钳位型三电平逆变器并联系统的零序环流抑制策略

针对中点钳位型(NPC)三电平逆变器并联系统内普遍存在的零序环流问题,该文首先分析模块间环流的通路,建立零序环流的电路和数学模型。根据等效模型阐述零序环流各成分的产生机制,并对零序环流进行定量分析。定义零序环流的三类具体成分:通态零序环流、开关零序环流及混合零序环流。对于不同类别的零序环流,提出共享直流侧中线和改进型LCL滤波器的硬件措施及准比例积分谐振(PIR)控制器的软件措施去抑制对应环流成分的高频、低频分量;另外,针对改进型LCL滤波器中交流滤波电容中点和直流侧电容中点连接电缆上有较大高频电流的缺陷,提出载波移相控制下模块共用滤波电容的优化方案,在保证环流抑制效果的同时将奇数次开关频率的高频纹波转移到共用电容上,实现奇数纹波分量的自动抵消,使连接电缆上的电流减小近50%;最后,仿真与实验结果验证了所提环流抑制策略的可行性。

考虑直流偏置抑制的单相逆变器改进控制方法

为了提升逆变器的控制性能,常采用电压、电流双闭环控制策略。首先分析了用比例控制器构建电感电流控制内环的机理及参数设计,详细讨论了基于准比例积分谐振(proportional integral resonant,PIR)控制的电压外环数学模型和控制器设计方法,给出了双环控制系统的稳定性分析。其次,分析了双环控制无法抑制逆变输出直流偏置的原因,并设计了直流偏置检测电路和抑制策略,以减弱直流偏置对逆变器负载造成的不良影响。最后以10 kW单相逆变器为例,对提出的控制策略和设计方法进行了仿真和实验验证,结果证明了所提控制方案的正确性。

弱电网下负序控制对变流器并网系统稳定性影响分析

变流器并网运行时,因实现负序控制目标带来的变流器控制结构改变可能会存在恶化系统小干扰稳定性问题,该问题在弱电网背景下更加突出。首先介绍了不平衡电网下基于比例积分-准谐振(proportional-integrational quasi-resonant,PIR)控制的负序控制策略,然后建立平衡电网下考虑负序控制策略的变流器并网系统幅相阻抗模型和原-对偶复电路。其次,通过分析因负序控制带来的变流器侧幅相阻抗模型中导纳元素阻抗特性的变化,判断负序控制对系统稳定性的影响,进一步基于广义阻抗判据分析了负序控制如何影响系统稳定。研究结果表明弱电网下负序控制可能会使变流器并网系统存在次同步和100 Hz左右的振荡失稳风险。最后,通过仿真验证了理论分析结果的有效性。