模块化多电平变换器基本单元的设计与优化

针对现有的模块化多电平变换器基本单元的设计方案所存在的通信机构复杂,可靠性低的问题,对子模块的结构设计、通信设计及优化等问题进行了研究,在此基础上提出了一种新的子模块设计方案,同时给出了其与上层控制器的通信协议。该通信协议利用两根光纤完成子模块与上层控制器的信息交互,其中子模块的电压与状态信息通过串行通讯方式上传给上层控制器,而由上层控制器所产生的驱动与保护命令等信号通过光纤时分复用技术发送至子模块,由子模块进行解析并完成相关任务。研究结果表明,所提出的设计方案能够可靠地完成子模块与上层控制器之间的通信,所用光纤减少为2根,简化了其与上层控制器之间通信机构的设计,同时提高了模块化多电平变换器系统的可靠性。     

模块化多电平型直流变压器的类两电平调制方法研究

直流变压器作为未来高压直流电网互联的关键设备,将对远距离大规模新能源的消纳起到重要作用.现首先介绍了模块化多电平型直流变压器的拓扑结构和基本工作原理,然后提出了类两电平调制方法,并在此基础上分析了电容和电感的参数设计问题,最后通过仿真进行了验证.     

一种级联多电平光伏逆变器的Matlab仿真研究

论文讨论一种级联多电平光伏逆变器拓扑,分析了其在载波移相SPWM调制下的工作状况,得出不同调制度下输出电压特性与调制度之间的关系。最后,利用Matlab平台对逆变器建模仿真,验证了理论分析的正确性。     

基于DCBS模块化多电平换流器环流抑制策略

针对三相MMC环流问题,基于具有直流故障清除能力的双向开关二极管钳位子模块电路结构,并采用独立均衡均压控制方法控制模块电容电压和桥臂间电压,设计了一种采用准比例谐振控制器和复合电流控制器的环流抑制策略。通过MATLAB/Simulink的仿真研究表明,提出的复合控制策略可有效抑制二次与四次环流谐波,提高子模块电容电压与桥臂间电压的均衡性。     

三端口MMC变换器研究

随着能源互联网概念的提出,电力电子变换器作为其概念的核心设备,应用愈加广泛,但其发展受到耐压不高、容量较小、成本较高等因素的制约。模块化多电平技术可以很好地解决上述问题,故在传统MMC技术的基础上,该文构思了一种基于MMC的多端口变换器的拓扑结构,通过额外添加一个SM子模块,在此基础上对其原理与性能特点进一步描述。通过对传统MMC子模块与额外添加的子模块分别控制,实现输出直流电压与高频交流电压的目的。首先对于多端口MMC拓扑结构进行了参数的计算与设计,随后通过Matlab软件搭建了多端口的模型,最后通过控制策略进行了仿真模拟实验,阐述了其可行性。     

箝位型多电平逆变器的仿真研究

研究了1种新型箝位型多电平逆变器拓扑。介绍了1种适用于n电平的非常有效的非正交坐标变换SVM算法并以永磁同步电机为负载,通过Matlab／Simulink仿真分析,证实了所述拓扑结构和控制方法的有效性。     

级联多电平变换器的新型混合PWM技术

提出了一种级联多电平变换器的新型混合PWM技术。该技术以载波层叠PWM与载波移相PWM为基础,通过结合载波层叠PWM中的载波分布以多个层叠小三角载波代替载波移相PWM技术中三角载波来实现调制。分析研究了在相同开关频率下的采用载波移相PWM技术、载波层叠PWM技术、传统混合PWM技术以及所提出的PWM技术在五电平和七电平级联H桥变换器中的性能。结果表明在整个调制比范围内,该技术不仅整体的线电压的总谐波失真(THD)值更小,而且在相同调制度下该技术对输出线电压和线电流基波幅值有显著提高。仿真试验结果论证了该技术对谐波性能优化以及对直流电压的利用率提高。新型混合PWM技术能应用于不同电平的级联多电平变换器而保持原有性能。最后,通过实验证明了理论分析与仿真研究的正确性。     

五电平逆变器在太阳能发电中的应用

提出了一种新型五电平逆变器,可将其应用在太阳能光伏并网发电系统中。该逆变器的突出优点是在输出相同电平的条件下,电路结构和控制方法简单。本文对逆变器的主电路结构和工作原理进行了详细介绍,并采用按低次谐波含量最少原则产生阶梯波的PWM控制方法。最后给出了仿真结果,验证了理论分析的正确性。     

级联H桥多电平变流器优化调制算法研究

传统应用于级联型多电平逆变拓扑的多载波相移调制技术能够准确的再现调制波信息,输出接近正弦波,然而随着级联单元和开关管数量的增多,开关损耗将很大,这严重影响了系统的运行性能。针对此问题,本文结合多载波相移调制算法和阶梯波调制算法的优点,介绍了一种新型的优化调制策略,既可使输出的电压电流谐波小,非常接近正弦波,又保证了较低的开关损耗,该算法通过仿真实验得到了验证。     

单相电流型多电平逆变器的CPS-SPWM技术

载波相移开关脉宽调制(CPS-SPWM)技术是一种优秀的开关调制策略,能够在较低的开关频率下实现等效高频载波的效果.通过分析一种单相电流型多电平逆变器的工作原理,提出了该类拓扑的载波相移SPWM技术.仿真和实验结果证明,采用载波相移SPWM进行调制,逆变器的输出电流中低次谐波基本消除,剩余谐波成分主要是载波频率的2nk(k为正整数)倍及其边带谐波.     

基于模块化多电平的统一潮流控制器拓扑设计

为了降低模块化多电平换流器的开关频率,提出了基于模块化多电平(MMC)技术的新型统一潮流控制器(UPFC)的拓扑结构,将调制技术与子模块电容电压均压技术相结合,提出了一种可有效减低开关频率的脉宽调制方法。在对模块化多电平换流器环流问题分析基础上,提出了环流抑制控制器的设计思路。仿真结果表明,该控制器可在不增加桥臂电抗的前提下减少桥臂电流中的谐波成分,提高波形质量,同时降低各子模块电容电压波动,具有一定的工程意义;该拓扑结构具有模块化程度高、可靠性好、便于维护及容量拓展等特点,是一种极具发展潜力的拓扑结构。     

基于柔性直流阻尼控制器与附加励磁阻尼控制器协同抑制次同步振荡研究

针对包含模块化多电平换流器型直流输电(MMC_HVDC)的交直流混合输电系统中出现的次同步振荡(SSO)问题,对基于MMC_HVDC的次同步阻尼控制器(MMC_SSDC)与附加励磁阻尼控制器(SEDC)的协同抑制问题进行了研究。首先针对待研究的交直流混合输电系统,设计了MMC_SSDC和SEDC的结构并针对实际算例整定其相位补偿及增益参数;然后分别从理论分析和系统电气阻尼特性的矢量叠加关系方面对MMC_SSDC和SEDC协同抑制策略的可行性进行了研究;最后在PSCAD/EMTDC上搭建模块化多电平换流器为335电平的交直流混合系统时域仿真模型,仿真结果验证了结论的正确性和协同抑制方案的有效性。研究结果表明:MMC_SSDC和SEDC在增加系统电气阻尼的效果上不仅不会相互影响且基本满足矢量叠加关系,利用两者协同抑制SSO的方案是可行的。     

基于MATLAB的电流变数控高压电源仿真

电流变技术的发展离不开电流变数控高压电源的研发。利用MATLAB软件中的Simulink仿真软件包及SimPowerSystems电力系统模型库,对电流变数控高压电源进行了仿真研究。从仿真结果中可以得知,所设计的电流变高压电源符合电流变技术的要求。     

直流电网中直流断路器失灵保护方案研究

针对基于模块化多电平换流器的柔性直流电网直流侧故障难以快速清除的问题,对基于MMC的柔性直流输电技术的基本原理和3种主流的直流侧故障隔离技术进行了研究。分析比较了3种高压直流断路器技术路线,选择混合式高压直流断路器作为清除柔性直流电网直流侧短路故障的方案,介绍了一种混合式高压直流断路器的基本结构和直流故障处理过程。参考交流电网断路器失灵保护策略,提出基于柔性直流电网的输电线路和母线上直流断路器失灵保护方案,并在PSCAD/EMTDC上搭建模型进行仿真验证。研究结果表明:所提出的断路器失灵保护方案在线路和母线上断路器未成功动作时使相邻断路器跳闸,实现故障的彻底隔离,并清除短路故障电流。     

基于SVPWM的无刷直流电机矢量控制系统研究

针对方波控制下无刷直流电机（BLDCM）起动抖动明显、转矩脉动大、噪声大等问题,提出了基于空间电压矢量脉宽调制技术（SVPWM）的正弦波驱动无刷直流电机的方法,分析推导了BLDCM在d-q坐标系下的数学模型,定性分析了矢量控制下交轴电流（iq）的变化.介绍了电压空间矢量控制的基本原理及其控制算法,利用Matlab7.0/Simulink建立了系统仿真模型.仿真结果表明,电压空间矢量控制下的无刷直流电机控制系统具有良好的静、动态特性;同时将仿真结果与方波控制得到的结果进行比较,证明了无刷直流电机在不同负载下通过矢量控制可以实现低转矩纹波、运动平滑、起动迅速、效率高的运行效果.     

基于MMC的多端直流输电系统控制策略研究

在长距离的直流输电系统中,直流线路上的电阻对电压偏差控制的精度带来了较大的影响。该文提出了一种改进的电压偏差控制方法,推导了三端直流输电系统的dq坐标数学模型,充分考虑了直流电阻对控制参考值的影响,对电压偏差控制的取值进行了计算,并实现修正。在PSCAD/EMTDC环境中建立基于MMC的三端直流系统仿真模型,仿真结果验证了所提出的控制方法的可行性,能够有效避免直流电压偏差控制器中由于上下限动作电压选择不当而影响系统的动态响应,提升了系统的稳定性。     

用UC3842芯片设计开关电源

介绍电流控制型脉宽调制器UC3842的原理及特性，并讨论其在设计中应注意的问题。     

PWM高速开关阀的研制与应用

介绍了新型PWM高速开关阀的结构、工作原理及其具体的应用。经过试验表明．该新型PWM高速开关阀的开关频率达到14Hz，可以满足电液控制系统需求。