基于单周期控制的三相PFC控制器的研究

提出了一种新型的基于单周期控制技术的三相PFC控制器，实现了三相单位功率因数和低的电流畸变。该控制器不需要乘法器，简化了电路结构，控制方法简单、可靠和通用，最后给出了试验结果。     

桥臂交替导通多电平换流器电容电压平衡控制

重点研究了桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)的电容电压平衡控制.首先阐述了AAMC的运行特性和工作原理;其次基于子模块充放电的基本原则,提出了适用于AAMC的改进最近电平调制策略,根据桥臂电流方向和子模块电容排序结果确定子模块的投切状态;并通过引入最大电压波动系数优化选择子模块投切时机,降低了开关频率并减少了损耗.在PSCAD/EMTDC中搭建了每桥臂10个子模块的模型,时域仿真结果表明,所提出的平衡控制策略能够满足电容电压均衡.     

基于换流角的桥臂交替导通多电平换流器电容电压控制

桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)的桥臂由多个全桥子模块和带有反向并联二极管的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)串联,通过上下桥臂轮流导通来输出多电平的正弦波。如何维持AAMC子模块电容电压稳定是AAMC研究的难点。从桥臂能量平衡的概念出发,建立了在特定角度进行上下桥臂换流实现桥臂子模块电容电压控制的能量平衡方程,提出了换流角的计算方法。通过桥臂最大导通电压的研究,提出了两个换流角的解与无功功率的互补特性。依据无功方向优化选择换流角,有效降低了桥臂最大导通电压,减少了桥臂所需子模块的数量。通过换流角与电容电压耦合机理研究,提出了局部线性化的电容电压一阶模型,以此为基础提出了换流角前馈与比例—积分(PI)控制相结合的电容电压控制策略,既提高了控制响应的快速性,又保证了电容电压的稳定性。通过PSCAD/EMTDC仿真验证了基于换流角的子模块电容电压控制方法的有效性。     

基于单周期控制的三相三开关PFC整流器的分析与设计

分析研究了一种基于单周期控制的三相三开关功率因数校正(PFC)整流器。针对传统的单周期控制下输入电流平均值畸变问题,提出了一种改进的PWM调制方法,通过改变比较器的调制波信号,消除传统单周期控制方法所带来的输入平均电流中的奇次谐波,详细阐述了其工作原理和控制方法。仿真和实验结果表明,本文所提出的控制方法使得三相输入电流的谐波分量明显降低,功率因数得到显著提高。     

三相四线制VIENNA整流器改进单周期控制的仿真研究

三电平VIENNA整流器因三相输入不平衡会给输入电流带来谐波污染,输出电容中点电位也存在波动。针对这一问题提出了采用单周期控制的三相四线制整流器,并对其工作原理进行深入研究。分析了采用单周期控制单边沿调制方式对输入电流的不利影响,揭示了整流器输入电流谐波含量与滤波电感、开关频率成反比。在此基础上,提出了三角载波的双边沿调制方式,改进的单周期控制可以使电感电流在上升和下降阶段都得到调制,从而有效抑制单边沿调制带来的低频奇次谐波,改善了输入电流的质量。仿真实验的结果证明了该理论分析的正确性,验证了改进单周期控制的可行性。     

单周控制的三相三开关高功率因数整流器

谐波污染已引起世界各国的高度重视.功率因数校正(PFC)是治理谐波的一种有效方法.本文研究了基于单周期控制的三相三开关高功率因数整流器,推导了三相三开关升压整流器的控制规律,设计了一种基于单周期控制技术的PFC控制器,该控制器不需要乘法器,更不需要对电源电压进行检测,其控制逻辑非常简单且以恒定频率工作.完成了7kW三相高功率因数整流器的设计与实验研究,进行了稳态与动态响应试验,试验结果表明系统的功率因数可达0.98,且实现了单位功率因数校正和低电流畸变.     

基于单周期控制的通用三相PFC控制器的研究

分析了具有串联升压拓扑结构的三相boost整流器,提出了一种基于单周期控制技术的三相PFC控制器,它可以实现单位功率因数和低电流畸变.该控制器不需要乘法器,控制方法简单、可靠,而且在任意时刻只有两个开关管工作在高频状态,所以开关损耗降到了最低程度.最后给出了试验结果.     

基于空间矢量控制的VIENNA整流器特性及控制研究

通过对VIENNA整流器工作原理的分析,针对其拓扑的电压空间矢量特性,设计了基于空间矢量控制原理的VIENNA整流器控制系统。通过电压外环和电流内环控制实现VIENNA整流器的单位功率因数运行,并控制冗余小矢量的作用时间以完成中点电位平衡控制。最后搭建了实验平台对控制策略进行验证。证明了所提出控制策略的可行性。     

基于IR1150的单相高功率因数整流器设计与实现

设计了一种新型单相高功率因数整流器,控制电路采用基于单周期控制的电流连续模式(CCM),功率因数校正芯片IR1150作为主控芯片,无需传统功率因数校正(PFC)电路所需的乘法器、输入电压采样以及固定的三角波振荡器,简化了PFC电路的设计并缩小了装置体积。分析了系统的工作原理,对高功率因数整流器的主要模块如升压储能电感、输出电容、电流环与过电流保护、电压环与输出过电压保护、电磁干扰(EMI)滤波器和噪声干扰的抑制等进行了详细分析与设计。在升压储能电感设计中,采用了一种新型薄铜带工艺绕制的Boost储能电感,有效地减小了高频集肤效应,改善了Boost变换器的开关调制波形并降低了磁件温升。500W的样机实验表明,该高功率因数整流器设计合理、性能可靠,功率因数可达0.994。     

二极管箝位型三相三电平PWM整流器研究

分析了三电平变换器中点电位不平衡的原因;讨论了空间矢量控制方法中不同矢量对中点电位的影响;研究并提出了无电流传感器的中点电位平衡滞环控制方法,该方法无需额外的硬件检测环节就能实现电容均压。样机实验证明,三相三电平电压型PWM整流器实现了高功率因数,其结果验证了该平衡控制方法的可行性和有效性。     

串联型可控饱和电抗器谐波特性分析

可控饱和电抗器在动态无功补偿、电机软启动、小电流接地选线等方面具有广阔的应用前景。针对电工硅钢片的特点,将基本磁化曲线简化为2条具有不同斜率的折线。采用傅里叶级数的分析方法对串联型可控饱和电抗器的谐波特性进行详细分析,获得了其电流谐波特性。通过定义饱和度的概念,推导出了可控饱和电抗器输出电流傅氏系数及总谐波畸变率同饱和度之间的关系。利用Matlab软件建立仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性。最后,对串联型可控饱和电抗器谐波抑制的途径进行了探讨。     

基于重叠电流法的AAMC电容电压均衡策略

介绍了桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)的拓扑结构及其工作原理。相比于传统MMC而言,具有模块数更少,没有环流和能够直流闭锁等优点,同时没有增加开关损耗,故具有良好的发展前景。但AAMC在处理电容电压均衡的问题上相比MMC而言更为困难。采用重叠电流的方法,通过配置桥臂电抗器,改变桥臂导通时间并加以额外的控制策略,最后实现电容电压的均衡。在PSCAD/EMTDC平台上建立了每个桥臂14个模块的AAMC拓扑模型,通过仿真验证了重叠电流法的有效性。     

稳态运行和直流故障下桥臂交替导通多电平换流器的控制策略

寻找一种可有效处理直流侧故障的拓扑结构是目前电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)工程应用中的关键性问题。桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)具有能够处理直流故障、模块电容数量少、占地空间小等优点,具有广阔的发展前景。针对目前AAMC有关主回路参数确定运维控制等内容有关文献研究不多的情况,首先对AAMC拓扑结构和基本原理进行研究和分析,推导了直流电压和交流阀侧电压的最优关系并分析了子模块数量选取原则;其次研究了稳态运行时正弦波形成电路和导通开关协调配合,并提出了基于电压极性选择的子模块均衡策略;接着分析了直流故障下的控制策略,指出故障期间闭锁导通开关中的IGBT,并通过桥臂模块产生负电平利用串联二极管的反向阻断能力能够完成直流熄弧过程。最后在PSCAD/EMTDC搭建15模块AAMC系统模型,仿真结果验证了设计原则和控制策略的有效性。     

考虑背景谐波电压变化的多谐波源谐波责任划分

提出了一种考虑背景谐波电压变化的多谐波源谐波责任划分方法。首先,利用主导波动量法估算出系统侧谐波阻抗,然后根据背景谐波电压的波动情况,采用均值漂移算法对背景谐波电压数据进行聚类处理,按照电压值分为不同的数据段。最后,利用偏最小二乘法计算各个数据段谐波责任,加权求和得到关注时间段的谐波责任。为验证方法的有效性,分别在实验电路和IEEE 13节点测试系统上进行仿真分析,结果表明,所提方法提高了谐波责任划分的准确度,能有效克服背景谐波电压变化对责任划分的影响。     

SPWM的谐波及抑制

本文对SPWM的谐波及其分布规律进行了分析,讨论了SPWM逆变器的主要参数对谐波频谱变化的影响,归纳了工程实际中采用的几种谐波抑制方法。     

计及谐波视在功率的谐波源识别方法

为正确识别电力系统公共连接点处的主要谐波源,基于IEEE 1459功率标准定义的谐波视在功率,提出了一种基于该功率指标进行判断的主谐波源识别的新方法。根据叠加定理分别定义系统侧和用户侧等值谐波源单独作用时引起的谐波视在功率,通过直接对比二者的大小,判断出主谐波源的位置是系统侧或用户侧。提出的方法可以考虑各次谐波电压、谐波电流的综合影响,进而识别出公共连接点处综合主要谐波源。最后通过IEEE 13节点系统仿真和某钢铁企业实测数据均验证了所述方法的合理性。     

谐波阻抗变化对公共耦合点处谐波贡献量的影响

正确估计电网和用户在公共连接点产生的谐波贡献量,是检测和治理谐波污染的关键。现有的一些方法忽略了由于系统谐波阻抗的变化而引起的用户谐波注入的变化。分析了谐波阻抗变化对公共耦合点（point of common coupling,PCC）处谐波含量的影响;分X/R恒定和X/R变动2种情况,建立了MATLAB/Simulink仿真模型,研究谐波阻抗波动对PCC处谐波电流、谐波电压及谐波功率的影响;利用仿真数据和计算结果绘制曲线,得到谐波阻抗对PCC处供电侧和用户侧谐波贡献量的影响规律。结果有助于当谐波阻抗变化引起系统振荡时用户和供电双方责任的划分。     

谐波励磁同步发电机负载谐波磁场分析

用有限元的计算方法对谐波励磁同步发电机进行电磁场计算及负载谐波磁场分析，得出样机的矢量磁位At、磁力线分布图和磁密分布图。根据处理计算结果，得到谐波励磁同步发电机的旋转磁场波形、谐波绕组电压波形和谐波绕组负载特性曲线。通过谐波励磁同步发电机上的实验结果与计算结果的比较说明了方法的正确性，为谐波励磁同步发电机的设计提供了理论依据。     

背景谐波波动情况下的谐波责任定量计算

谐波污染给电力系统带来多方面的危害,对污染责任进行定量划分已经成为电能质量管理中刻不容缓的问题。已有文献主要针对背景谐波不变的情况,而实际中背景谐波是随时间发生变化的。文章提出了细分复数域极大似然估计方法,实现了在背景谐波波动情况下等效谐波阻抗的准确计算,并进而定量确定关注谐波源对特定母线的谐波污染责任。通过将波动的背景谐波细分成变化分量和近似不变分量,推导得到了以矩阵语言表达的细分复数域极大似然估计方法。对IEEE 14节点系统进行仿真,结果表明所提方法在背景谐波波动情况下计算关注谐波源对特定母线的谐波污染责任是有效的。     

唐山供电公司对谐波源用户的谐波测试及治理

唐山供电公司本着"谁干扰、谁污染,谁治理"的原则,有计划、有步骤地对谐波源用户开展谐波测试工作。对谐波超标的单位下达整改通知书,令其整改,效果明显。为唐山电网的安全、稳定、经济运行发挥了一定的作用。