CHB逆变器移幅载波调制法及其功率均衡控制策略

针对级联H桥(CHB)多电平逆变器移幅载波调制法存在的功率均衡问题,提出了上、下载波1/4输出周期互换和上、下载波相邻间隔互换两种不同的功率均衡控制策略。通过改变三角载波的排列方式,使得不同H桥单元的功率器件开关频率和导通时间接近。调整逆变器各H桥单元的输出电压波形,在保证输出电压波形质量的同时能够实现各H桥单元在一个输出周期内的功率均衡。文中对提出的两种不同的调制策略进行了详细地分析和对比研究。仿真结果验证了这两种均衡策略的可行性。     

CHB多电平逆变器PWM调制优化及功率均衡控制策略

针对级联H桥(cascaded H-bridge,CHB)多电平逆变器载波空间层叠(carrier disposition,CD)调制策略下,各级联H桥单元输出功率不均衡以及载波移相调制(carrier phase shift pulse width modulation,CPS-PWM)策略下输出线电压总谐波含量(total harmonic distortion,THD)较高的问题,提出了一种基于功率均衡的混合多载波脉宽调制策略。该策略以载波同相层叠调制(in-phase disposition pulse width modulation,IPD-PWM)策略中的一个载波周期段为基本单元,通过周期性的循环改变三角载波在垂直方向的排列方式,从而实现和CPS-PWM策略一样在全调制比范围内各H桥单元的功率均衡;又能在不改变IPD-PWM输出电压波形的条件下,保证输出电压的谐波频谱与采用IPD-PWM策略时完全一致,有效地改善了逆变器输出线电压的谐波性能;从而解决了各级联单元输出功率不均衡和线电压THD较高的问题。最后通过仿真和实验结果验证了该策略的正确性。     

Ⅱ型不对称CHB多电平逆变器SHEPWM功率均衡控制策略

针对直流侧电源电压比为1:2:4的Ⅱ型不对称CHB(ACHB)多电平逆变器特定谐波消除(SHEPWM)调制存在的各级联单元输出功率不均衡问题,对传统的SHEPWM调制进行改进,提出一种新的功率均衡控制策略.该策略利用Ⅱ型ACHB多电平逆变器输出相电压冗余的特点,对消谐方程组中基波幅值方程表达式进行等效拆分,不仅保证了逆...     

级联多电平逆变器功率均衡控制策略研究

针对级联型多电平逆变器(CMI)特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)存在的功率均衡问题,提出了一种新型功率均衡控制策略。该策略利用CMI相电压冗余的特点,对消谐方程组中基波幅值方程表达式进行等效拆分,从而保证每相中各个串联H桥单元输出基波幅值相等且1/4周期对称的电压波形,实现各个串联H桥单元在一个输出周期内的功率均衡。以两单元五电平级联逆变器为例,对上述功率均衡控制策略进行了理论分析和仿真验证。实验结果验证了该均衡策略的可行性。     

三相CHB多电平光伏并网逆变器功率平衡控制策略研究

针对级联H桥多电平光伏并网逆变器因光照和温度等因素影响而产生的功率不平衡问题,提出了一种双最小-最大零序注入法的功率平衡控制策略。根据逆变器的电压电流矢量图,明确了功率不平衡问题的产生机理,并分析对比了不同零序注入法的构成方式及实现方法。双最小-最大零序注入法可以增大逆变器的功率调节范围,在功率严重不平衡的条件下依然能够输出三相平衡电流,具有良好的动态和稳态特性。仿真算例验证了所提出的方法的有效性和可行性。     

基于TPWM的CHB多电平逆变器功率均衡策略研究

针对级联H桥(cascaded H-bridge,CHB)多电平逆变器载波空间层叠(carrier disposition,CD)调制策略直流电压利用率低和各级联H桥单元输出功率不均衡的问题,提出了一种基于功率均衡的同相层叠梯形波脉宽调制(IPD-TPWM)策略,该调制策略既能在选取合适的梯形波三角化率δ值的条件下,保证输出线电压波形质量的同时大幅提高CHB逆变器输出电压基波幅值;又能通过改变三角载波的排列方式,从而实现在全调制比范围内各H桥单元在一个输出周期内的功率均衡。从而解决了直流电压利用率低和各级联单元输出功率不均衡的问题,并且该功率均衡控制方法相对简单,简化了控制难度,可以非常方便地应用于N电平CHB逆变器的场合。最后搭建了Matlab/Simulink仿真模型和实验平台,仿真和实验研究证实了该调制策略的有效性和切实性。     

级联型NPC-HB多电平逆变器功率均衡控制策略研究

针对级联型中点钳位全桥(neutral point clamped H-bridge,NPC-HB)多电平逆变器模块间存在功率不均衡的问题,通过详细分析传统基于载波层叠调制策略下模块输出功率与输出电压基波有效值之间的定量关系,提出一种改进型混合调制策略。该策略将载波层叠和移相相结合,不仅能够保证各个模块输出功率的均衡,而且可提高输出电压的等效开关频率,进而有效地降低输出滤波器的体积和成本。文中对模块间功率分布情况以及模块内部各个器件损耗分布情况进行分析,并搭建含两个级联NPC-HB九电平模块的实验样机。实验结果表明该调制策略能够有效解决级联系统中各功率模块之间的功率均衡问题。     

级联型多电平逆变器的功率均衡控制策略

该文针对级联型多电平逆变器的几种调制方法，包括阶梯波调制法、特定谐波消除脉宽调制法和载波空间排列SPWM法，提出了一种新的功率均衡控制策略。该策略利用级联型多电平逆变器相电压冗余的特点，通过以1/4输出周期为单位互换各个H桥单元的输出电压波形，实现了各个H桥单元在一个输出周期内的功率均衡。与现有的功率均衡策略相比，新的策略可以在一个输出周期内达到功率均衡，并具有控制简单，H桥单元功率波动小的优点，同时满足对效率和波形的要求。该文以三单元七电平级联型逆变器为例，对上述功率均衡控制策略进行了理论分析和仿真验证。     

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...     

级联多电平逆变器最优SPWM控制策略及其功率均衡方法

基于双傅里叶分析方法研究了应用于多电平逆变器现有的几种SPWM控制策略,比较得出输出线电压谐波最优的控制策略.针对级联多电平逆变器要求各单元均分负载功率,对最优SPWM控制策略进行了改进,改进后的最优SPWM控制策略在不影响输出电压的波形质量的同时保证了功率均衡,仿真分析和实验结果证明了理论分析的正确性.     

并网逆变器两步预测功率控制策略研究

模型预测功率控制具有动态响应快、约束条件处理简单、稳定性高等优点,广泛应用在并网逆变器的控制中。传统的控制过程存在延时、计算量大、功率波动大等问题。因此,在传统模型预测功率控制理论的基础上,基于单步预测功率控制提出两步预测功率控制方法,并在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,对单步预测与两步预测进行对比分析,仿真结果表明,单步预测与两步控制都可以对参考功率进行准确追踪,但两步预测的功率波动和畸变率更小,控制性能更好。     

小功率光伏并网逆变器控制策略的研究

为减少开关频率引起的电流谐波和实现电气隔离,采用带T型滤波器和工频隔离变压器的并网逆变器拓扑。针对传统电流SPWM控制响应速度慢和单纯采用电流PI控制不能消除电网扰动对并网电流影响的缺点,提出了电流PI和电网电压前馈相结合的SPWM电流瞬时值跟踪控制。通过对光伏并网逆变器控制原理的理论分析,设计了并网逆变器控制模型,并推导出各个控制环节的传递函数模型,最后进行了电流环PI调节器的设计。通过对Matlab仿真结果分析,表明该种控制策略是可行的。     

一种并网逆变器功率跟踪控制策略研究

分析了一种并网逆变器的功率跟踪控制方案.由于采用自抗扰控制器(ADRC),输出电流能够很好地跟踪电网电压,并能实现最大功率点跟踪(MPPT).通过对电流的闭环跟踪控制,实现了单位功率因数运行,并向电网馈送电能.实验表明,采用ADRC,稳定快速,输出电流超调小,能够有效地抑制各种扰动,且启动性能与稳定性能都要优于常规控制器.     

七电平逆变器电容电压自均衡控制策略研究

在传统多电平逆变器的基础上,采用一种基于开关电容的新型七电平逆变器拓扑,针对此结构提出了一种改进型的同相层叠(in-phase disposition,IPD)载波调制方法。该策略通过调整传统IPD调制载波在正弦调制波周期内水平方向的自由度,减少了半数的载波,大幅降低控制的难度,对其中的两个载波进行周期性互换,从而实现开关电容的电压自均衡。同时以单相七电平逆变器为例,对该结构的效率进行了详细的分析。最后通过搭建相应的Matlab/Simulink仿真和小功率实验平台验证调制方法和拓扑结构的有效性和实用性。     

基于VSG的逆变器功率均分控制策略

分布式发电(DG)系统中逆变器采用虚拟同步发电机(VSG)控制时,由于每个VSG的容量和分布是随机的,故VSG输出阻抗、线路阻抗及其容量难以匹配,导致了无功功率不均分。针对该问题,基于传统无通信无功功率均分控制方案,设计了一种基于虚拟电容的无功功率均分控制策略。新型控制方案模拟了VSG输出端并联电容特性,可根据VSG输出无功功率来自适应调整输出电压,从而降低了无功功率分配差度,同时提高了电压控制精度。最后,通过实验验证了控制器的效果。     

下垂控制逆变器中并网功率控制策略

下垂控制策略广泛应用于交流微电网中,可以实现并网模式和孤岛模式的无缝切换以及不同逆变器之间的功率均流。然而,在目前的研究工作中,并网模式下的工作性能却很少被考虑到。实际上,并网模式下的功率控制会受到电网频率以及电网电压幅值波动的影响,并且传统下垂控制中无功功率控制本身就存在静态误差。因此提出了电网频率和电网电压幅值前馈控制来抑制电网波动对功率控制的影响,另外基于此提出公共耦合点电压幅值控制实现无功功率的无静差跟踪。基于提出的控制策略实现了下垂控制逆变器并网功率的精确稳定控制。     

基于功率完全解耦的逆变器并联控制策略研究

现代电力系统的逆变电源控制技术中,输电线路的阻抗特性通常假定为纯感性,而实际中线路电感存在一定阻性,一定程度上限制了均流控制策略的应用。针对此问题,提出一种基于功率完全解耦的逆变器并联控制策略,在同步旋转坐标系下分别对有功功率和无功功率进行完全解耦,实现了在任意线路特性下的逆变器并联功率解耦控制。通过建立逆变器并联的MATLAB仿真试验模型,验证了该控制策略具有良好的功率均分效果。     

混合多电平逆变器功率均衡分布的研究

基于多电平逆变器混合调制策略,高压逆变单元在调制比范围内,通过采用常值比较电平的方式,输出主要基波电压,低压单元采用高频调制方式调节输出电压。但低调制比时,高低压单元输出功率分布不均衡,降低了系统效率。通过分析发现,混合多电平逆变器直流电压比固定时,改变比较电平的取值在调节输出功率的同时并不影响输出电压波形。因此在全调制比范围内,通过比较电平的变化,调节逆变单元的输出功率,使各单元功率分布趋于均衡。对典型的混合不对称逆变器进行了仿真验证,仿真结果表明了新调制方法和分析的正确。     

低压微电网三相逆变器功率耦合下垂控制策略

常规下垂控制对线路阻感比具有高度依赖性,难以对线路阻抗常呈阻性或阻感性的低压微电网的电能质量实现有效控制。基于通用下垂控制原理,提出了改进型PQ-fU功率耦合下垂控制方法,并通过结合上层能量优化管理与引入比例复数积分(PCI)电压控制技术,设计了一种改进型PQ-fU多环控制策略。该控制策略不仅在线路呈阻感特性情况下仍能实现对低压微电网电能质量灵活而有效的控制,而且适用于并网/孤岛2种运行模式,可对上层能量管理系统给定的参考指令进行快速跟踪,实现各分布式电源输出功率的合理分配。在MATLAB/Simulink中对低压微电网逆变器并联运行系统的控制效果进行了对比研究,结果验证了所提控制策略的有效性和优越性。     

混合级联九电平逆变器功率均衡调制策略研究

三单元混合级联多电平逆变器可以使用较少的开关器件实现高质量电压输出,但其在传统的混合频率调制策略下存在低压单元开关损耗及级联单元间输出功率不均衡等问题。基于此,首先,提出一种改进型混合调制策略,并推导改进型混合调制策略下级联单元输出电压基波表达式,进而得出各级联单元平均输出功率表达式;然后,对改进型混合调制策略进行功率均衡优化,在保留改进型混合调制策略输出电压谐波性能良好的前提下,通过改造PD调制策略的三角载波,有效均衡低压单元开关损耗,通过控制高压单元输出脉冲宽度实现全幅值调制度下级联单元间输出功率自均衡控制;最后,通过仿真和实验验证所提功率均衡调制策略理论分析的正确性和可行性。