三相四桥矩阵变换器非平衡负载运行特性研究

为克服传统的三相三桥矩阵变换器无法实现带不平衡负载的缺陷,提出采用三相四桥矩阵变换器输出带不平衡负载的新型控制策略。首先,采用三维立体空间矢量的调制策略,实现三相四桥矩阵变换器带三相平衡负载的能力。接着,通过对负载电流的正负零序分离,提出三相四桥矩阵变换器带三相不平衡负载的控制算法。其次,仿真验证了所提出的三维立体空间矢量调制方法和负载电流正负零序分离算法的正确性。最后,在搭建的高度集成的三相四桥矩阵变换器平台上验证所提出的控制策略。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略实现了三相四桥矩阵变换器输出带不平衡负载的能力。

模块化多电平储能复合变换器SOC均衡策略研究

以物理结构及功能上高度集成为目标的模块化多电平变复合变换器(modular multilevel hybrid converter,MMHC)电池储能系统(battery energy storage system,BESS)可以直接并入中、低压交流电网,相较于其他电池储能系统具有效率更高、成本更低的优点,有利于解决分布式新能源发电侧出力的间歇性和不确定性问题,实现用户侧负荷的削峰填谷。根据MMHC-BESS拓扑结构特点,给出了MHHC-BESS的调制策略,针对多电平变换器电池储能系统中电池组采用安时积分法配合开路电压法对电池荷电状态(state of charge,SOC)估计效果差的问题及MMHC-BESS能量利用率的问题,分别提出了基于扩展卡尔曼的电池模型闭环SOC估计策略及二层SOC均衡策略,实现了MMHC-BESS所有电池组SOC的精确估计及MMHC-BESS的相间、相内所有电池组模块SOC均衡,并搭建了仿真模型,验证了所提SOC估计方法及均衡策略的有效性。

多电平变换器拓扑结构综述及展望

多电平变换器具有输出谐波小、dv/dt小、器件电压应力小等优点,广泛应用于电力系统、电力传动等高压大容量电能变换场合。该文对多电平拓扑结构进行分析总结,为构造满足不同应用场合、不同特点的多电平变换器提供思路。文章首先从基本单元分析法出发,得出了多电平电路的具体实现方式,然后系统地介绍几种典型多电平变换器的拓扑结构和工作原理,再分别从不同的拓扑结构出发,回顾国内外最新研究进展,分析多电平拓扑结构的发展趋势,并且指出多电平变换器在新拓扑结构、软开关技术上的重要发展方向,为多电平拓扑结构的发展提供了新思路。

应对高杂散电感的三电平ANPC拓扑改进调制策略

针对高频大功率三电平有源钳位型(active neutral point clamped,ANPC)电路运行时的四象限换流回路进行了分析,考虑高杂散电感下不同换流回路对ANPC运行的影响,分别得出小换流回路与大换流回路的电压应力情况。对比了ANPC三电平正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)中的两种调制策略载波层叠(phase disposition pulse width modulation,PDPWM)与载波移相(phase shift pulse width modulation,PSPWM),为尽量避免大换流回路应采用PDPWM调制策略。在高杂散电感的情况下,加入吸收电容会后产生谐振,通过对其换流回路进行详细分析,总结出谐振产生的原因,提出了改进的PDPWM的调制策略。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性,谐振得到有效的抑制。

基于MAS的MMHC-BESS PQ控制SOC协同控制方法

由于电网中可再生能源发电的间歇性和易变性、用户侧负荷的不确定性以及能量的双向性,需要一种合理的微电网协同控制方案来实现多BESS微电网的可靠运行。鉴于模块化多电平复合变换器(modular multi-level hybrid converter,MMHC)电池储能系统(battery energy storage systems,BESS)的效率高、成本低等优点,根据MMHC-BESS的拓扑结构对其进行了建模和SOC估计,并在此基础上提出了一种MAS控制微电网MMHC-BESS PQ控制的SOC协同控制方案,实现了并网微电网内能量的供需平衡、容量不同的MMHC-BESS的SOC协同控制以及MMHC-BESS逆变器输出功率的限幅,最后通过仿真验证了所提方法的有效性。