准Z源三电平中点钳位逆变器SPWM调制研究

准Z源可在单级系统中实现升/降压和逆变功能,它除了具有Z源逆变器的优点以外,还具有输入电流连续和直流链电容电压应力小的优点。本文以具有连续电流输入的电压源型准Z源三电平中点钳位逆变器为例,采用同相电压偏移(phase disposition,PD)的方法对逆变器进行控制,减少开关次数,降低开关损耗。针对三电平中点钳位逆变器(NPC)的中点电位平衡问题,建立了基于零序电压注入的中点电位平衡方法,动态调节电压调制波,对中点电位进行反馈控制,有效抑制中点电位直流偏移的同时能够保证Z源的升/降压功能。在matlab/simulink下,建立准Z源三电平中点钳位逆变器的PD模型,仿真结果表明:能够抑制中点电位的偏移,波形良好。通过试验验证了方法的正确性。     

基于DPWM的T型三电平逆变器中点平衡研究

T型三电平逆变器广泛应用于光伏发电设备。本文提出一种新型DPWM(discontinuous pulsewidth modulation,DPWM)方法实现中点平衡控制。T型三电平逆变器的性能受到中点平衡的影响。因此,直流侧电容电压需要控制平衡。传统SVPWM和注入零序分量通过改变零矢量实现中点平衡控制,但是上述方法开关损耗较大。为此本文在DPWM基础上通过改变调制波的作用角度实现中点平衡控制,而且上述方法能够降低开关损耗。仿真和实验验证了新型DPWM调制能够实现中点平衡控制和良好的输出电流波形。     

T型三电平并网逆变器模型预测控制技术研究

针对T型三电平逆变器的特点,本文提出了基于T型三电平新型电流预测控制方法。该算法是基于模型预测控制,对三相T型三电平逆变器的27个矢量进行在线计算,使价值函数最小的电压矢量应用到下一个采样周期。能够快速实现α和β轴给定电流的快速跟踪、中点电位平衡以及最少的开关损耗,通过预测控制能够提高系统的动态响应速度。实验验证了所提方法的正确性。     

三电平SVG中点电压平衡控制策略

分析了二极管箝位型三电平静止无功发生器主电路原理,讨论了三电平空间矢量脉宽调制技术中小矢量、中矢量、大矢量对直流侧两个电容电压的影响。在此基础上,结合SVG自身控制的要求与特点,提出了基于直流侧两个电容的电压差值和SVG交流侧瞬时三相电流的方向来调整矢量作用序列中等效的正、负小矢量作用时间的比例,从而使直流侧中点电压达到平衡的控制策略,该控制策略不需增加SVG系统的检测电路。最后,通过仿真验证了文章所提出的中点电位控制策略可以有效地抑制三电平SVG直流电容电压不平衡程度,实现算法简单,在工程实践上具有一定的实用性。     

电网不平衡下三电平风力发电系统PIR并网控制

针对三电平永磁同步发电(permanent magnet synchronous generator,PMSG)系统,本文提出一种比例-积分-谐振并网控制方法,以实现电网不平衡下PMSG风力发电系统并网控制。在不平衡条件下,设计一种准PIR控制器,其中比例积分控制d-q轴的直流分量,谐振控制器控制d-q轴交流分量,分别实现d-q轴电压直流、交流分量的控制。并针对三电平变流器存在的中点不平衡问题,提出改变小矢量作用时间控制中点不平衡。仿真结果表明:在电网平衡条件与不平衡条件下并网电流和线电压波形质量优越。     

关于三电平变频器中点电位平衡问题的认识

多电平中点箝位型逆变器自从1980年提出以来,由于解决了在中高压场合功率元件耐压低的问题、降低了开关过程中的dV/dt、改善了逆变器的输出波形等,已经成为当今电力电子和电力传功技术的研究热点.本文首先描述了多电平逆变器的电容电压不平衡的原因和危害,提出控制方法.在讨论逆变器的控制策略上,采用了空间矢量法,为逆变嚣的控制和软件设计提供理论基础.     

中点箝位式三电平逆变器SVPWM的一种改进算法研究

这里论述了中点箝位式三电平逆变器的工作原理及实现方法,研究了一种三电平参考电压分解的空间矢量调制改进算法,可避免传统开关时间的繁琐计算.实验研究结果验证了调制算法是正确且有效的.     

瞬时值反馈中点箝位三电平逆变器的研究

本文研究中点箝位三电平半桥逆变器单极性SPWM调制方式,分析了其六种工作模式,给出其控制信号的逻辑生成方式。为保证输出电压稳定和系统动态性能,该逆变器采用了电压电流瞬时值反馈技术。最后研制了一台1kVA/400Hz的三电平逆变器样机,实验表明采用电压电流瞬时值控制三电平逆变器具有优良的稳态和动态性能。     

两电平四桥臂变流器3D-SVPWM的空间矢量调制策略

在两电平四桥臂逆变器空间矢量调制算法中,电压矢量的轨迹由二维空间拓展到三维空间,算法复杂程度大大增加。该调制算法将分解为几个步进行:首先,确定合成参考电压矢量所对应的三个基本矢量。然后,确定三个基本矢量的各自作用时间,即每个矢量对应的占空比。进而确定三个基本矢量对应的开关状态。最后,确定开关状态的输出次序以及各项输出电平的作用时间。     

飞跨电容逆变器漏电流控制在光伏并网中的研究

飞跨电容逆变器已经广泛应用到光伏并网发电系统中。但是,该系统中存在漏电流和电网不平衡问题会导致并网电流畸变和系统损耗增加。本文提出一种新型控制策略和空间矢量调制方法实现飞跨电容逆变器的漏电流抑制和并网控制。首先,建立并网发电系统的漏电流共模回路模型。然后,分析了传统空间矢量调制技术会导致漏电流大的原因。在此基础上,提出一种新型空间矢量调制技术,其能够得到相对平衡的共模电压,因此,漏电流会得到相应的减少。最后通过仿真验证了本文提出空间矢量调制技术的正确性。     

弱电网下整流器控制策略研究

为了消除弱电网情况下直流侧电压纹波和输入电流畸变,本文提出一种新型比例谐振和比例积分控制方法。首先应用解耦同步方法实现正序和负序电压分离,然后在电网不平衡条件下采用比例谐振控制器和比例积分控制,实现整流器输入电流快速跟踪控制和直流侧电压波动。上述方法基于abc静止坐标系,能够减小控制的复杂度和输入电流畸变。针对三电平整流器中点不平衡问题,本文采用改变零序分量方法实现中点平衡控制。实验结果表明,电网不平衡下和正常电网情况下均能够准确跟踪给定电流和减少直流侧电压纹波。     

基于模型预测控制的维也纳整流器研究

提出一种基于模型预测控制的维也纳整流器。首先对维也纳整流器建模,然后提出相应的模型预测控制。为了解决维也纳整流器存在的中点不平衡问题,首先判断直流上侧电容电压和下侧电容电压的差值,通过考虑维也纳整流冗余矢量实现中点平衡控制。最优开关矢量通过价值函数选择,其中价值函数包括电流纹波和中点平衡控制。通过实验结果证明了提出模型预测控制能够同时实现维也纳整流器的电流跟踪和中点平衡控制。     

基于电荷刷新的二极管箝位型多电平逆变器电容电压均衡控制

提出了一种新颖的二极管箝位型多电平逆变器电容电压均衡控制方法:通过一个均衡电容在一个采样周期内与箝位电容的轮换并联,将电压较高的电容上的电荷,注入到电压较低的电容上,实现电荷的动态刷新,保证各箝位电容电压的基本平衡。该方法所需的硬件电路简单,不增加调制算法的复杂性,且对任意电平具有通用性。不同负载状态下的仿真研究结果证明了该方法的有效性。     

基于比例谐振控制器的并联变换器控制研究

逆变器的并联能够增加系统的容量、降低系统成本和提高系统效率。因此,逆变器并联得到广泛关注。但是,当逆变器共直流母线和共交流母线并联且不存在无隔离变压器时,在空间矢量调制中注入三次零序电压将产生零序环流。本文分析了空间矢量调制技术,研究了空间矢量调制,并研究了三次零序电压对零序环流的影响,然后提出一种改进的比例谐振方法抑制零序环流,该方法能够在电感和给定电流不相等的情况下适用。基于并联逆变器,通过仿真和实验验证了提出方法有效性。     

长春高寒地区户外级联逆变器电容电压平衡控制方法

光伏系统中应用范围最为广泛的就是级联逆变器,而级联逆变器的难点问题则是对直流侧电容电压的稳定控制。文中以长春高寒地区户外级联逆变器为研究对象,采用基于载波移相技术结合电压内外环的控制方法,对多电平逆变器实现电容电压平衡控制。首先,构建基于单相级联逆变器系统数学模型,主要分析系统本身损耗、各桥电压参数、电路电阻参数及调控电压信号参数对级联逆变器电容电压形成的不平衡效果;然后,针对上述模型提供的数据制定直流侧电容电压平衡稳定调控策略,使误差值转化为正弦函数后附加于各桥调制信号上,通过载波移相控制技术减弱谐波,在跟踪输出电流时结合电压内外双环控制技术进行级联逆变器电容电压调控,最终实现电容电压稳定控制。仿真实验证明,运用此种调控策略,使各桥之间电压电流达到平衡,实现稳定控制的目的。     

并网光伏发电孤岛效应检测电路设计

本文针对并网型光伏逆变器孤岛检测,提出了一种基于植入能够产生微小不平衡的正弦波形扰动电路的自适应主动频率偏移孤岛检测方法,设计了孤岛效应主动检测电路,实现了孤岛状态下接入点电压频率的正反馈,进而检测出孤岛事件,可有效防止伪孤岛并减小对电网的干扰,避免孤岛保护误动作。     

基于电流型多电平变流器的单相光伏并网系统

采用单相电流型多电平变流器作为光伏并网发电系统的电路接口,可以降低开关器件的开关频率和电流应力,同时可以使电网侧电流获得更好的谐波特性。为获取更好的谐波性能,电流型多电平逆变器部分采用POD-PWM调制,并通过直流侧电流反馈实现分流电感电流的均衡控制。最后,通过锁相环控制,使多电平逆变器输出的电流跟踪电网电压,实现并网。基于PSIM仿真环境,设计了单相五电平电流型光伏并网逆变系统,对上述方案的正确性和可行性进行了验证。     

基于电流型多电平变流器的单相光伏并网系统

采用单相电流型多电平变流器作为光伏并网发电系统的电路接口,可以降低开关器件的开关频率和电流应力,同时可以使电网侧电流获得更好的谐波特性。为获取更好的谐波性能,电流型多电平逆变器部分采用POD-PWM调制,并通过直流侧电流反馈实现分流电感电流的均衡控制。最后,通过锁相环控制,使多电平逆变器输出的电流跟踪电网电压,实现并网。基于PSIM仿真环境,设计了单相五电平电流型光伏并网逆变系统,对上述方案的正确性和可行性进行了验证。     

双馈电机双三电平调速系统的研究

本文在简化三电平空间矢量脉宽调制算法的基础上,以双馈电机为控制对象,重点研究了其在定子磁链定向下的控制技术;主电路采用双三电平背靠背拓扑结构,分别论述了其中前端整流器与末端逆变器的控制方法,并通过仿真进行了验证;搭建了一套实验平台,给出了器件选型方法,同时对系统软、硬件结构进行了详细描述,最后通过实验证明了文中所提控制策略与软、硬件的设计都是正确、有效的。     

TMdrive-70交流变频装置在首钢京唐2250主轧机上的应用

结合TMEICTMdrive-70中压(3300V电压等级)三电平电压型矢量控制交流变频传动装置在首钢京唐钢铁集团公司2250热轧生产线主轧机上的应用,简要介绍了TMdrive-70中压交流变频装置整流器和逆变器的基本特点、工作原理,以及在轧机上的使用效果。