面向Si/SiC混合器件逆变器全寿命周期安全工作区的多开关模式主动切换策略

基于硅基绝缘栅双极型晶体管(Si IGBT)和碳化硅金属氧化物半导体场效应管(SiC MOSFET)的Si IGBT/SiC MOSFET混合器件采用多开关模式切换策略可使变换器具备应对复杂工况的能力,然而现有切换策略并未考虑器件疲劳老化对模式切换阈值电流的影响,在混合器件老化进程后期极有可能造成器件热失效,进而严重威胁变换器的可靠运行。基于此,提出了一种面向Si/SiC混合器件逆变器全寿命周期安全工作区的多开关模式主动切换策略。基于器件疲劳老化对逆变器最大安全运行电流的影响规律,设计了考虑老化进程的逆变器安全工作区刻画流程。根据安全工作区刻画结果,提出了适用于混合器件全寿命周期的多开关模式主动切换策略。实验结果表明,该策略能够针对混合器件不同老化程度来动态调整开关模式切换阈值电流,从而在器件全寿命周期内保障逆变器的运行可靠性。     

考虑超调的虚拟同步发电机暂态功率振荡抑制策略

虚拟同步发电机(VSG)在有功指令和电网频率扰动下存在输出有功暂态振荡和稳态偏差的问题。控制中增加暂态阻尼环节可以抑制振荡、避免稳态偏差,但存在较大超调问题。通过建立VSG在2种扰动下的有功闭环小信号模型,依据根轨迹分析振荡抑制效果,进一步结合零点分析超调,得到暂态阻尼策略下VSG超调的原因和特性,并提出2种基于有功暂态补偿的VSG功率振荡抑制策略：暂态前馈补偿和暂态反馈补偿。2种改进策略均可以提升系统的暂态阻尼,有效抑制VSG有功振荡,既不会增大稳态偏差,又能大大减小超调。通过MATLAB/Simulink仿真及StarSim硬件在环半实物实验验证了所提策略的正确性和有效性。     

微电网中电力电子变压器与储能的协调控制策略

微电网可以有效提升电网对分布式能源的消纳能力,以电力电子变压器(PET)为能量管理核心的新型结构是微电网新的发展方向。提出一种PET与储能协调运行的微电网控制策略,储能的接口变换器采用恒压恒频控制维持微电网电压和频率的稳定,PET连接微电网的低压交流接口融合虚拟同步发电机控制,根据储能荷电状态实时调节机械参考功率。储能迅速响应微电网内功率波动,PET则通过双向功率调节来维持储能容量稳定,同时保证微电网与电网功率的"柔性"交换。由于储能和PET同时被控制为电压源型接口,其中一个出现故障时微电网仍然可以平稳运行。微电网运行在此控制策略下,可以保证间歇性分布式能源的最大效率利用,同时提高微电网运行的稳定性、可靠性和并网友好性。仿真和硬件在环半实物实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

线间多功能DVR的工作机理及仿真分析

动态电压恢复器(DVR)是一种电能质量的高效治理装置。提出了一种中压馈线间共直流侧的多功能DVR拓扑,包含两个串联型变流器。其中一组用于滤除馈线上非线性负载产生的电压谐波,并维持直流侧电压稳定。另一组具有动态电压补偿功能,可实现其他馈线上的电压扰动抑制,并在负载侧发生短路故障时,具有快速故障电流限制功能。结合滤波与稳压控制、电压电流双闭环比例谐振控制,分析了拓扑运行机理、切换过程。仿真结果验证了所提拓扑及控制策略的正确性。     

高压配电网电能质量综合补偿系统

提出了一种具有谐波与无功综合治理功能的高压配电网电能质量综合补偿系统,该系统主电路由注入式混合型有源电力滤波器(IHAPF)和晶闸管控制电抗器(TCR)组成。首先分析了系统的基本工作原理,并对高压配电网电能质量综合补偿系统的谐振抑制特性进行了研究;其次,对高压配电网电能质量综合补偿系统的控制方法进行了研究,提出了电压、电流双闭环的控制方法实现谐波与无功的综合动态治理;最后,对高压配电网电能质量综合补偿系统的整体性能进行了仿真和实验验证,结果表明该系统可以有效地实现谐波与无功的综合动态治理,并适用于配电网,达到高品质节能的目的。     

有源滤波器中输出滤波器的参数设计及优化

现有的输出滤波器(Output Filter,OF)参数设计大多以工程经验选取为主,没有考虑输出滤波对有源滤波系统的补偿能力和补偿性能的影响。本文综合考虑了输出滤波器的输出补偿谐波能力和滤除开关谐波能力等性能要求,在并联型有源滤波器的框架内,提出了一套输出滤波器参数设计和优化的方法。仿真和实验结果表明,该方法可以提高逆变器的工作效率达50%左右,证明了该方法的有效性。     

直流电压不平衡下的单相级联PWM整流器无锁相环均压控制

在单相级联脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器中,直流电压不平衡情况下的均压控制要求较高,控制性能受锁相环影响较大。为此,提出了一种应用于单相级联PWM整流器中的无锁相环控制策略。利用在两相静止坐标系下瞬时功率与电压、电流的关系计算出指令电流信号,以实现电网电流对电压的跟踪控制;此外,叠加无锁相环均压指令,实现各级均压控制;同时采用准比例谐振控制器实现电流内环无静差控制。仿真结果验证了该无锁相环控制策略的有效性。     

基于轮换消弧的配电网单相接地故障柔性调控方法

针对现有配电网接地消弧装置在进行故障电流全补偿时能量获取困难的问题,提出了一种基于轮换消弧的配电网单相接地故障柔性调控方法。首先,分析了不同单相接地故障工况下,多功能消弧变流器直流侧电容电压的变化规律。在此基础上,对多功能消弧变流器两个非故障相之间轮换消弧的基本原理和能量流动情况进行了详细阐述。其次,推导了轮换周期、切换时间与变流器直流侧电容电压的关系式;对多功能消弧变流器两个非故障相的控制参数进行了合理设计,进而保障两个非故障相直流侧电压的稳定。最后,通过仿真和实验验证了所提轮换消弧方法的正确性和可行性。     

基于限值判断的DSTATCOM分频协调控制方法

以江西樟树±2 Mvar的配电网静止无功发生器（DSTATCOM）的动态补偿项目为背景,以同步补偿谐波和无功为目的,通过现场电能质量测试分析,提出通过对谐波与无功进行有针对性的重点补偿,以降低DSTATCOM的容量需求。以此为基础,从工程实用性出发,提出一种基于限值判断的DSTATCOM分频协调控制方法,并进行了详细仿真验证。该方法通过实时的限值判断确定无功与各次谐波电流的补偿重点,以基于瞬时无功功率理论的电流检测方法为基础,结合直流侧电压的直接比例积分（PI）控制算法和补偿电流的增量迭代式广义积分控制算法实现基波与各次谐波的分频控制。该方法工程实用性强,可根据不同工况有选择性地分频率解决最为关键的电能质量问题,能够有效降低实际应用中DSTATCOM所需的容量,从而大力提升其性价比,对推广DSTATCOM的应用具有一定的意义。