混合十三电平逆变器的倍频调制及功率均衡方法

在逆变器输出电平数目相同的情况下,相比传统级联多电平逆变器,直流侧电压比为1:1:1:3的混合十三电平逆变器拓扑能够减少使用的直流电源和开关器件数量。为解决该拓扑级联单元间输出功率不均衡的问题,并实现倍频调制提高等效开关频率,提出一种在高压单元采用阶梯波调制、低压单元采用融合载波移相和载波移幅的混合倍频调制策略和该策略下的功率均衡控制方法,从而实现了全调制度范围内4个单元之间的输出功率均衡以及3个低压H桥单元之间开关损耗的平均分配,同时保证高压单元功率器件工作在基波频率状态,降低损耗,且逆变器输出电压波形具有3倍频特性。最后通过仿真和实验证明了理论分析的正确性及方案的可行性。     

混合级联十三电平逆变器的调制优化及功率均衡方法

多单元混合级联多电平逆变器能够使用较少的开关器件实现较多的电平数输出,因此获得了广泛的应用,但其低压单元在传统的载波移幅调制下存在级联单元间功率不均衡的问题。针对上述问题,对直流电压比为1:1:1:3的混合级联十三电平逆变器提出了一类阶梯波和载波移幅调制共同协作的混合调制策略,在该调制策略下高压单元工作在低频状态,低压单元工作在高频状态。对低压单元的调制波进行优化以减少三角载波的数量,同时通过重构载波移幅调制策略的三角载波,有效地实现了低压单元间的功率自均衡。最后通过仿真和实验证明了所提调制优化和功率均衡方案的可行性。     

混合十三电平逆变器调制策略及功率均衡方法

混合多电平逆变器因其能输出更多电平数且使用的开关器件较少而得到广泛应用,但对电压比为3:1:1:1混合级联H桥十三电平逆变器使用传统的载波移幅调制(phase disposition pulse width modulation,PD-PWM)策略,各单元的功率并不均衡。为了达到功率均衡的目的,文中针对混合十三电平拓扑提出了一种改进的混合调制方法,并在此基础上,进一步重构PD调制下的三角载波和调节高压单元的输出脉冲,在实验室条件下,以调制度0.9为例,3个低压单元L₁、L₂、L₃的开关损耗分别为4.6、4.4、4.2 W,开关损耗基本相等。L₁、L₂、L₃输出功率基本一致,高压单元H₁输出功率为51.7 W,3个低压单元功率均为17.2 W,高低压单元输出功率比接近3:1。仿真得到3个低压H桥单元的开关损耗相同,4个单元的功率均衡,高压和低压部分的功率开关分别工作在基频和高频状态,谐波特性良好。     

混合级联H桥逆变器的改进拓扑及其混合调制方法

为了降低混合级联H桥逆变器中混合调制方法的设计难度和高压单元的开关频率,本文提出了一种改进混合级联H桥逆变器方案。在改进混合级联H桥逆变器方案中,通过合理地设置逆变器直流电压比获得了一种改进混合级联H桥逆变器拓扑;通过融合阶梯波调制方法和载波层叠调制方法获得了一种改进混合载波层叠调制方法。仿真和实验结果表明:本文所提改进混合级联H桥逆变器方案可以消除电流倒灌问题,降低混合调制方法的设计难度并保证高压单元工作在基波频率。     

混合九电平逆变器改进调制策略及功率均衡控制方法

三单元九电平逆变器可以用较少的H桥单元输出较多的电平数,同时又拥有较好的输出波形质量。但是传统的混合频率调制策略中只对其中一个低压单元采用PWM调制,这会导致两个低压单元间出现开关损耗与发热分配不均的问题,同时传统调制策略还存在输出功率不均衡问题。针对以上问题提出了一种改进混合调制策略以及在该策略下的功率均衡控制方法,该调制策略在保持输出电能质量不变的情况下实现了3个单元之间的输出功率均衡以及开关损耗在两低压单元之间的平均分配。仿真与实验结果验证了该调制策略的可行性。     

混合级联H桥逆变器的调制策略优化方法

多低压单元的混合级联H桥逆变器在电平切换时由于具有更多冗余开关状态,通过多载波移幅法对低压单元调制能很好地解决电流倒灌问题,但多载波移幅法由于自身特点存在级联单元输出功率不均衡、逆变器输出电压等效开关频率不高等不足.为此,针对直流侧电压比1∶1∶2的混合级联九电平逆变器,提出一种脉冲宽度调制与阶梯波调制相结合的混合调制...     

电容钳位H桥级联多电平逆变器功率均衡控制方法

针对电容钳位H桥级联多电平逆变器载波层叠SPWM调制方法中存在功率不均衡的问题,对该逆变器各个级联单元的有功功率输出进行理论分析,提出了一种改进载波层叠方式的功率均衡控制方法。该方法在不影响逆变器输出电压波形质量的前提下,通过保证该逆变器各个单元输出电压波形的基波幅值相等的方式,可以在一个输出周期内实现各个级联单元的输出功率均衡。以两单元电容钳位H桥级联多电平逆变器为例,进行了仿真分析和对比研究,详细给出了改进功率均衡控制法与传统控制方法下输出电压谐波失真(total harmonic distortion,THD)和输出功率的对比曲线,以及两种方法下逆变器输出的电压波形及其频谱图,结果验证了该控制方法的可行性与优越性。     

三相级联H桥光伏逆变器的功率均衡控制策略

故障冗余运行条件下,三相共直流母线级联H桥(CHB)光伏并网逆变器中的每一相所包含的模块数目可能不同,导致模块间传输的有功功率存在差异,进而导致模块间的散热需求不同,不利于系统的模块化设计.为此,提出一种三相共直流母线CHB光伏并网逆变器的功率均衡控制策略,当三相所包含的模块数目存在差异时,即使电网发生不对称故障且逆变...     

一种改进型级联H桥型变流器的调制策略研究

五电平级联H桥型变流器在高压大容量场合得到了广泛应用.各级直流侧电压出现不平衡现象会导致变流器的输出波形发生畸变,谐波特性恶化;另一方面,一些混合型级联H桥型变流器中,各级直流母线电压亦不同.在此以五电子级联H桥型变流器为研究对象,研究了其在直流侧电压不平衡时的脉冲模型,并提出了相应的调制策略.实验结果表明了理论分析的正确性和所提调制方法的有效性.同时,所提出的脉冲模型和调制策略还可推广到多级H桥级联和混合式级联H桥型变流器中,有较强的推广性和实用性.     

基于混合调制技术H桥级联PCS的研究

针对应用于中压储能系统的H桥级联功率调节系统(PCS)提出了一种混合脉宽调制(PWM)方法。该调制方法综合高频PWM技术和最近电平逼近(NLM)技术的优点,在保证较高质量多电平输出波形的同时可降低功率器件开关频率,有利于降低开关损耗。此外,根据电压排序进行各功率单元工作模式的选择,可以调整各功率单元储能电池的充放电状态,控制简单,容易实现。在此详细分析了混合PWM技术的工作原理及实现方法,搭建了5级H桥级联PCS储能系统实验平台,实验结果表明所提调制方法及均衡控制能实现良好的交流多电平输出波形和储能电池的均衡控制,具有一定的工程应用价值。     

混合H桥级联逆变器的改进型调制策略

对于直流侧电压比为1:3的混合H桥级联型逆变器而言,其可以输出更多的电平数,但在传统混合调制策略下,低压单元存在过调制问题,将导致逆变器输出电压中出现难以滤除的低次谐波,严重影响负载的运行性能.为合理解决上述问题,提高所述拓扑的实用性,在传统混合调制策略的基础上,对问题区间的调制进行改进,提出一种改进型调制策略,并对调制的基本原理和逆变器的输出特性进行了详细理论分析.所提改进型策略可有效解决低压单元固有的过调制问题,消除过调制带来的不利影响.最后,通过仿真与实验,对比验证所提改进型调制策略的正确性与可行性.     

两级式级联H桥光伏并网逆变器功率平衡控制策略

针对两级式级联H桥光伏并网逆变器中因每个光伏单元功率不同而出现的过调制问题,本文介绍了一种基于最优三次谐波注入与限功率最大功率点跟踪混合控制策略的两级式单相并网级联H桥光伏逆变器的控制方法.最优三次谐波的注入能够提高调制范围,限功率最大功率点跟踪算法能够在超过三次谐波补偿范围的条件下,通过限制最大调制比所在单元的光伏模...     

单相级联H桥光伏并网逆变器功率平衡控制策略研究

级联H桥CHB(cascaded H-bridge)光伏并网逆变器采用独立的最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)控制可以有效地提高对太阳能的利用率。但是,独立MPPT控制时由于光照不均匀等因素会使得CHB逆变器出现输出功率不平衡的问题,从而导致并网电流质量变差,甚至系统工作不稳定。针对这一问题,提出了一种利用多个占空比前馈补偿分量结合多维调制原理对各个级联单元的调制信号分别进行控制的功率平衡方法。该方法使得各单元直流侧光伏板的最大输入功率与交流侧的输出功率保持平衡,同时还能够改善光照不均匀时的并网电流质量。仿真实验结果验证了该方法的有效性和正确性。     

基于H桥级联型变流器的有源电力滤波器

提出了一种基于H桥级联型变流器的有源电力滤波器(APF)系统的电路拓扑结构,分析其闭环控制策略和主电路系统参数。对APF样机进行了无功补偿试验和不平衡补偿功能试验。试验结果表明,APF系统动态响应速度快、补偿性能良好,验证了理论分析和样机装置设计的正确性。     

H桥级联整流器的原理与控制技术研究

在高压领域的应用中,由于开关耐压能力的影响,使得一般的电路拓扑不能满足要求。研究了一种多H桥级联多电平的整流技术,该拓扑随着级联H桥的增多,总电压被开关管分压,降低了每个开关上的耐压要求。同时该拓扑可实现能量的双向流动,对功率因数进行校正。探究了级联整流器四象限运行的原理、抑制谐波的方法,采用d-q解耦分析控制原理,并对如何稳定输出功率,使输出电压在不同负载下保持恒定进行了探讨。使用Matlab/Simulink进行仿真,并研制了一台低压的实验样机,通过实验验证了控制理论的可行性。     

H桥级联STATCOM直流侧电容电压平衡控制的研究

针对H桥级联静止同步补偿器(STATCOM)直流侧单电容电压波动引起相内及总体电压不平衡的问题,提出采用3种控制器协调控制的策略。直流侧单电容电压控制器为电压内环,单电容电压与参考电压作比较经过PI调节实现H桥单元电容电压平衡控制。直流侧总电压和无功电流控制器为电压、电流双环控制,总电容电压平方和与参考电压作比较经过PI调节实现总电容电压的平衡控制。同时提出一种获取无功参考电流的方法,该方法计算简单可有效提高系统运行的可靠性。H桥级联七电平STATCOM的仿真与实验表明,所提控制策略在系统稳态和负载突变时直流侧电容电压在允许范围内波动,具有良好的动态性,网侧电压与电流基本同相位,最终实现了直流侧电容电压的平衡控制,验证了所提控制策略的有效性。