三电平ANPC逆变器中点电压平衡控制策略

针对三电平有源中点箝位型逆变器存在中点电压偏移的问题,提出了一种改进的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)中点电压平衡控制策略。该策略对逆变器的三相桥臂分别进行控制,并根据采样得到的中点电压和三相电流的大小及方向,动态微调每个开关周期内各相开关序列零状态的占空比,从而改变直流侧电容的充放电时间,减小输出电流对中点电位的影响,达到控制中点电压平衡的目的。该控制策略使用和传统的SVPWM一样的矢量分区方法和脉冲开关序列,所以没有额外地增加矢量分区的复杂度和器件的开关损耗。最后搭建了三电平有源中点箝位型逆变器的仿真模型和实验平台对提出的控制策略进行了验证,仿真与实验结果证实了所提控制策略的有效性与可行性。     

适用于二极管钳位型三电平有源滤波器的母线电压数字控制方法

传统两电平有源电力滤波器(active power filter, APF)由干功率开关耐压水平和载流能力的限制,难以实现对高压大容量非线性负载的谐波补偿。在高压大容量系统中,二极管钳位型三电平变换器得到了广泛的应用。对三电平APF进行研究,提出一种母线电压闭环数字控制策略。在同步旋转dq坐标系下,将三电平APF母线电压控制系统分为电压外环和电流内环2部分。在电压外环中,采用自适应滤波器求出直流侧电压平均值,采用PI控制器产生有功指令电流维持直流侧电压恒定。在电流内环中,针对三电平APF直流侧中点电位不平衡问题,从空间矢量PWM调制方法的角度出发,对中点平衡问题进行仔细研究,提出一种简单的中点电压平衡控制策略,只需检测各相电流和中点电压波动的方向,对小矢量进行取舍实现APF中点电位平衡控制。实验结果表明了所提出算法的正确性和有效性。     

基于Buck-Boost电路的三电平逆变器

在研究三电平逆变器时,由于直流侧存在中点电压偏移,导致逆变器交流侧输出波形产生畸变,使逆变器不能满足运行状态要求。为此本文针对二极管箝位式三电平逆变器中点电压不平衡问题,详细分析了三电平逆变器产生中点电压不平衡的原因。并在前人研究的于Buck-Boost电路平衡方法基础上,提出了一种基于该方法的中点电压平衡控制策略,并基于Matlab/Simulink仿真平台对本文提出的平衡控制策略进行了仿真研究,仿真结果表明本文提出的平衡控制策略可有效抑制二极管箝位式三电平并网逆变器中点电压不平衡,且在一些条件下效果比小矢量平衡方法要好。     

三相VIENNA整流器矢量控制策略的研究

针对三电平VIENNA整流器存在中点电位波动、控制复杂的问题,将直流侧中点电压偏差引入到电压定向电流解耦的双环控制中,通过调整矢量作用时间来达到直流侧中点电压平衡控制,并探究了一种三电平空间矢量平面简化到两电平矢量平面的简化空间矢量脉宽调制算法。最后通过MATLAB/Simulink搭建VIENNA整流器矢量控制仿真模型,通过仿真分析证实了该控制策略简单可行,且具有良好的动态性能和静态性能。     

考虑中点电压平衡的三相四开关变换器模型预测电压控制

三相四开关变换器作为三相六开关变换器的容错结构,在离网模式下,直流侧电流经电容流入故障相,导致直流侧中点电压不均衡,进而降低了负载侧电能质量,影响电容器寿命。针对此问题,设计一种考虑中点电压平衡的模型预测电压控制策略。首先,对离网模式下的电压矢量进行分析,建立αβ两相静止坐标系下的电压预测模型。在此基础上设计中点电压平衡控制,通过低通滤波器提取直流侧电容中点电压偏差值中的直流分量,经预测模型计算得到电流补偿值。将其代入价值函数求解最优电压矢量,进行模型预测电压控制,实现三相四开关变换器离网模式操作。该控制策略无需锁相环和PWM调制,易于实现。通过仿真及实验,验证了所提出控制策略的有效性。     

三电平整流器弃用中矢量的对称三区电压矢量调制策略

根据基于目标控制的三电平PWM整流器的数学模型,详细分析了三电平各电压矢量对直流侧中点电压的影响,提出了一种弃用中矢量的对称三区的电压矢量调制策略。对该法在不同调制模式下整流器的性能进行了深入仿真研究。该方法电压矢量分区少,算法简单。由于弃用了中矢量,电压矢量调制策略本身的直流侧中点电压达到了自平衡。仿真和实验结果表明,三电平PWM整流器性能稳定,功率因数高,方法正确有效。与传统调制策略相比,当网侧电流幅值变化较大时,该方法的直流侧中点电压平衡效果仍然很好。     

三电平变换器中点电压平衡问题的研究

为了全面分析中点电位平衡问题，建立了一个三电平变换器的数学模型，分析了三电平变换器中点电位不平衡的原因，详细地讨论了空间矢量控制方法中不同矢量对中点电位的影响。最后，实验研究了一种基于检测直流侧中点电流的方向和直流侧电容电压的大小，来平衡中点电位的滞环控制方法。实验结果验证了该滞环控制方法平衡中点电位的有效性。     

基于区间选择的三电平中点电压平衡研究

中点电压不平衡是三电平逆变器的固有问题。分析了不同电压矢量对中点电压的影响,研究了不同区间内,在调制波上叠加直流偏移量与中点电压间的关系,提出基于区间选择型的SVPWM三电平中点电压平衡控制策略。该方法仅需采样直流中点电压,通过选取合适的调整区间,在该区间内加入直流偏移量到调制波上,维持合成矢量作用顺序不变,改变合成矢量作用时间,通过重新分配大矢量、小矢量或零矢量作用时间,从而解决三电平逆变器中点电压不平衡的问题。实验结果验证了基于区间选择型的SVPWM三电平中点电压平衡控制策略的有效性。     

混合箝位式三电平整流器控制策略研究

针对高压、大功率混合箝位式三电平脉宽调制(PWM)整流器,分析了其功率开关器件控制规则并建立了数学模型,提出基于参考电压分解的三电平优化空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法和电网电压定向直接电流控制策略,实现了混合箝位式三电平整流器的高动态性能控制。通过分析64种电压空间矢量对整流器直流侧中点电位的影响特性,首次提出混合箝位式三电平整流器冗余"七段式"空间矢量组合选择策略,实现了直流侧中点电位的自平衡控制。实验结果表明所提出的控制策略实用、可行。     

多电平光伏并网逆变器中点电压平衡控制分析

高效、电网友好型等特征是光伏逆变器的发展方向,多电平光伏并网逆变器较两电平逆变器谐波更小、效率更高,因而受到了广泛的关注和应用。然而,其直流母线中点电压的不均衡是二极管箝位式多电平逆变器的固有问题,其根本原因在于中点电流的存在,因此,中点电压平衡的关键在于消除中点电流的影响。介绍了三电平逆变器的空间矢量控制方法,分析了中点电压不平衡的原理,并研究了几种常用的中点电压平衡控制策略,包括滞环中点电压控制、精确中点电压控制和虚拟空间矢量控制(VSVPWM)等,最后在MATLAB/simulink平台上对这几种控制策略进行了仿真验证,仿真结果表明控制策略能够很好地平衡中点电压。     

三电平二极管中点箝位式有源电力滤波器的研究和发展

近些年来,有源电力滤波器作为抑制谐波和补偿无功的有效工具,引起了人们很大的重视。三电平技术的引入极大地促进了有源电力滤波器的发展,与传统的两电平相比具有很大的应用优势。由于自身结构的特点,导致调制算法和直流侧中点电压平衡控制的复杂性。为此,众多的学者对此进行了深入的探索和研究。本文对二极管中点箝位式有源电力滤波器的研究和发展进行了概述。     

三电平PWM整流器双环控制技术及中点电压平衡控制技术的研究

该文在建立了三电平PWM整流器系统数学模型的基础上,比较了三电平PWM整流器模型与直流电机模型的相似性,基于对控制对象的状态反馈解耦,提出把直流电机的双闭环控制应用于三电平PWM整流器中,使三电平PWM整流器具有良好的动态性能和稳态性能,并且保证输入电流波形正弦性好,实现了单位功率因数。同时,针对三电平PWM整流器所固有的直流侧电容中点电压平衡问题,提出根据每相输入电流方向和中点电压波动方向来优化选取冗余的正小矢量和负小矢量,实现中点电压平衡控制的方法。最后通过实验验证了双环控制器和控制中点电压方法的可行性和有效性。     

并联型APF直流侧中点电位平衡控制的研究

针对并联型有源电力滤波器(APF)采用三电平PWM结构.分析了三电平逆变器中产生中点电位波动的原因.为解决传统控制直流侧电压存在超调量静差较大的问题,提出了一种解决方案.最后通过仿真和实验验证了该算法的可行性和良好的控制效果.     

三电平逆变器空间矢量调制及中点电位平衡研究

多电平逆变器在中高压大功率场合得到了广泛的研究和应用。研究了二极管钳位型三电平逆变器的拓扑结构和7段式空间矢量SVPWM调制方法。给出了参考矢量所在区域的判断方法,推导工作矢量的作用时间。为解决中点电位平衡问题,提出了一种充分利用冗余电压矢量的中点控制方法。通过仿真验证了所提方法的正确性和有效性。     

Fuzzy logic controller for three-level shunt active filter compensating harmonics and reactive power

In this paper, the three-level inverter is used as a shunt active power filter, making use of the multilevel inverter advantages of low harmonic distortion, and reduced switching losses. This PWM inverter is employed as shunt APF compensating reactive power and suppresses harmonics drawn from a nonlinear load. Most previously reported three-phase active power filters are based on two-level inverters with conventional controllers requiring a complex and a complicated mathematical model. In order to overcome this problem a fuzzy logic controller applied and extended to a three level shunt APF is proposed.     

配电系统级联多电平有源电力滤波器仿真研究

笔者研究了将级联多电平拓扑应用于有源电力滤波器(APF)的方法.在调制方法上采用载波移相的调制技术,在控制上采用简单的PI控制方法.仿真结果表明,这种基于级联多电平拓扑的有源电力滤波器能很好地跟踪补偿电网谐波,具有很好的动态响应和较高的检测精度,并且快速准确地实现各个变流器单元直流侧电容的均压控制,这对拓展有源电力滤波...     

中点电压偏移对SVM控制的三电平逆变器的影响及补偿措施

简要介绍了三电平逆变器的传统SVM控制算法.针对逆变器负载运行时,负载动态特性对于三电平逆变器的中点电压的影响,以及由中点电压偏移造成的空间矢量图的变化,引入中点电压前馈控制方法,进行新的矢量分区和作用时间计算,从而改进逆变器带负载时的输出电流波形.在Matlab软件平台上进行仿真,结果表明改进的SVM得到的输出电流波形较传统的SVM控制方法下的输出电流波形有明显的改善.     

并联型有源电力滤波器电源电流控制方法研究

有源电力滤波器(active power filter,APF)是一种动态抑制谐波和无功的电力电子装置,以并联型有源电力滤波器为研究对象,从APF补偿电流的控制和直流侧电容电压角度出发,分析了电源电流控制方式,实现补偿电流的检测及双闭环反馈控制,提高系统的补偿精确度和动态响应性能。另外,直流侧电压的指令值都是根据电网电压的工作范围、APF的直流侧电容、额定输出电流、PWM逆变器输出侧电感、电流电压调节器以及调制策略等参数设计的,在考虑直流侧电压与APF功率损耗和补偿性能关系的基础上,提出了采用下垂调节器设计逆变器直流侧电压的控制参考值,使其兼顾APF的功率损耗及补偿性能综合平衡的优点。仿真结果验证了该APF控制系统的正确性和有效性。     

单独注入式APF直流侧电压的稳定控制

有源电力滤波器(APF)的直流侧电容电压不稳定直接影响滤波装置的补偿性能.通过对单独注入式.APF的直流侧电容电压升高机理进行分析,得出了APF的能量交换中有功功率与无功功率的流动造成直流侧电压的波动,同时当逆变器开关损耗及输出滤波器内阻损耗小于回灌到APF直流侧的有功功率时,直流侧电压也会抬升的结论.一方面在注入电路参数设计中考虑了实际应用中要注意电网电压的冲击等情况,以保证逆变器中功率器件的安全运行;另一方面提出对直流侧电容电压进行模糊控制的方法,通过检测滤波器支路的基波电流,控制APF产生与基波电流方向相同或相反的基波电压,来实现主动地控制APF从电网吸收或向电网释放有功功率,从而提高了电容电压稳定性.