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复合型级联多电平双buck式逆变器

高电压技术 2011年第7期37卷 1798-1804页

作者：嵇保健洪峰张广明南京工业大学自动化与电气工程学院南京210009 南京航空航天大学信息科学与技术学院南京210016

采用不同级联单元构建的复合型结构成为级联多电平逆变器电路重要的研究与发展方向。为此,提出了一种新颖的复合型级联多电平双buck逆变器结构。该逆变器引入双buck电路作为基本组成单元,由双buck电路和桥式电路级联构成,发挥各自优点;... 详细信息

采用不同级联单元构建的复合型结构成为级联多电平逆变器电路重要的研究与发展方向。为此,提出了一种新颖的复合型级联多电平双buck逆变器结构。该逆变器引入双buck电路作为基本组成单元,由双buck电路和桥式电路级联构成,发挥各自优点;并采用开环工频控制和滞环电流脉宽调制(PWM)控制相结合的控制方案。其中,双buck电路采用PWM控制,完成输出波形闭环控制,充分利用双buck电路无桥臂直通、无开关器件体二极管反向恢复、适宜高频化的特点;而桥式电路单元开关管在整个工频周期仅开关一次,输出阶梯合成波(三电平时为方波),提供输出电压主体,可采用低频高耐压开关器件。该逆变器的电路结构与控制方案均较为简单;保持了多电平变换器输出谐波含量小的优点,有利于减小输出滤波器的大小体积;并具有高可靠性与变换效率。以三电平情形为例进行了实验,验证了以上分析的正确性。

关键词：逆变器全桥双buck 多电平级联控制脉宽调制(PWM)控制

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一种不隔离三电平双Buck光伏并网逆变器

中国电机工程学报 2012年第12期32卷 7-13页

作者：嵇保健洪峰赵剑锋东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 南京航空航天大学电子信息工程学院江苏省南京市210016

为提高变换效率,无变压器式光伏并网逆变器是近年来的研究热点。针对无变压器拓扑的漏电流问题,提出一种三电平双Buck光伏并网逆变器,是在独立型双Buck三电平逆变器基础上,简化其电路结构得到。对地寄生电容电压被输入电容钳位在母线电... 详细信息

为提高变换效率,无变压器式光伏并网逆变器是近年来的研究热点。针对无变压器拓扑的漏电流问题,提出一种三电平双Buck光伏并网逆变器,是在独立型双Buck三电平逆变器基础上,简化其电路结构得到。对地寄生电容电压被输入电容钳位在母线电压的一半,消除了漏电流。该拓扑续流回路经过的器件较传统拓扑数量少,且不经过性能较差的体二极管,有利于获得更高效率。还提出和分析包括均压控制在内的多环控制策略。仿真和实验验证了该结构及控制方案的正确性和可行性。

关键词：光伏并网逆变器无变压器漏电流

二极管钳位型双Buck三电平逆变器输入均压解耦控制

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中国电机工程学报 2012年第9期32卷 34-40,7页

作者：洪峰嵇保健杨伟王成华南京航空航天大学信息科学与技术学院江苏省南京市210016 南京工业大学自动化与电气工程学院江苏省南京市210009

输入电容均压是多电平逆变器的关键问题,多电平调制与输入均压耦合,造成多电平变换器电路结构与控制繁杂、调节速度慢。利用双Buck电路包括2个Buck桥臂、并按电流半周期工作的特点,提出一种二极管钳位双Buck多电平结构,在任一时刻,由其... 详细信息

输入电容均压是多电平逆变器的关键问题,多电平调制与输入均压耦合,造成多电平变换器电路结构与控制繁杂、调节速度慢。利用双Buck电路包括2个Buck桥臂、并按电流半周期工作的特点,提出一种二极管钳位双Buck多电平结构,在任一时刻,由其中一个Buck桥臂实现逆变,而另一个Buck桥臂工作于逆向Boost状态,对输入分压电容充电,逆变控制与钳位电压均衡控制可完全解耦。在电平数较多的情形下,该方法有助于减少器件数量,降低系统复杂度,提高可靠性。对三电平情形进行了仿真与实验验证。

关键词：逆变器多电平均压钳位解耦控制

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一种飞跨电容型多电平逆变器电容建压方法

中国电机工程学报 2012年第6期32卷 17-23页

作者：洪峰刘苗嵇保健王成华南京航空航天大学信息科学与技术学院江苏省南京市210016 南京工业大学自动化与电气工程学院江苏省南京市210009

提出一种飞跨电容多电平逆变器(flying capacitormultilevel inverter,FCMLI)的电容建压方法。FCMLI进入稳态工作前,各飞跨电容电压需有效充电至所需电平值,并保证该过程中,电压、电流应力不超过可承受范围。利用FCMLI原有高压输入及电... 详细信息

提出一种飞跨电容多电平逆变器(flying capacitormultilevel inverter,FCMLI)的电容建压方法。FCMLI进入稳态工作前,各飞跨电容电压需有效充电至所需电平值,并保证该过程中,电压、电流应力不超过可承受范围。利用FCMLI原有高压输入及电路内蕴Buck电路建压的方法,不能满足电压应力的要求。利用电路自身构造以飞跨电容为输出的逆向Boost DC/DC变换器,在原输出侧新增低压电源输入,可对各飞跨电容进行高频脉宽调制(pulse widthmodulation,PWM)充电,且各飞跨电容建压严格依据电平大小次序进行,使器件电压应力始终不超出最小电平。电压、电流双闭环控制策略的使用,能同时控制电流应力。该方法在满足功能性与应力要求的同时,基本不改变FCMLI原有电路,新增硬件开销小,具有灵活适应性。以五电平情形为例进行仿真与实验,验证了以上分析的正确性。

关键词：逆变器多电平飞跨电容建压均压

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一种棋盘格靶标不完整角点识别的修正算法

计算机辅助设计与图形学学报 2016年第9期28卷 1521-1526页

作者：洪磊嵇保健凌超南京工程学院汽车与轨道交通学院南京211167 南京工业大学电气工程与控制科学学院南京211800

针对Hessian算子在棋盘格角点检测过程中边缘局部区域角点检测失败的问题,提出一种恢复角点识别的修正算法.首先基于坐标极值法自动识别棋盘格极点及边缘包络点,提取可以完整检测到所有包络点的2条边缘线上各自首尾及中间3个特征角点;... 详细信息

针对Hessian算子在棋盘格角点检测过程中边缘局部区域角点检测失败的问题,提出一种恢复角点识别的修正算法.首先基于坐标极值法自动识别棋盘格极点及边缘包络点,提取可以完整检测到所有包络点的2条边缘线上各自首尾及中间3个特征角点;然后利用交比不变原理求出边缘线上的消失点,并依据消失点原理求出未检测到的极点;最后根据四极点图像坐标与世界坐标的单应性关系重投影得出所有角点坐标.实验结果表明,与常用棋盘格角点检测算法相比,该算法具有较强的鲁棒性,处理过程可自动实现,在摄像机标定的应用上具有较高的实用价值.

关键词：棋盘格角点 Hessian算子交比不变消失点单应性

一种高效率H6结构不隔离单相光伏并网逆变器

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中国电机工程学报 2012年第18期32卷 9-15,171页

作者：嵇保健王建华赵剑锋东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

提出一种新颖的高效率六开关逆变器(H6)拓扑,解决了无变压器单相光伏并网逆变器漏电流问题。该拓扑将两个单向续流单元嵌在全桥逆变器桥臂中点之间,以获得续流通道,并在续流阶段将太阳能电池板和电网分离。该拓扑续流回路不经过性能较... 详细信息

提出一种新颖的高效率六开关逆变器(H6)拓扑,解决了无变压器单相光伏并网逆变器漏电流问题。该拓扑将两个单向续流单元嵌在全桥逆变器桥臂中点之间,以获得续流通道,并在续流阶段将太阳能电池板和电网分离。该拓扑续流回路不经过性能较差的体二极管,有利于获得更高效率;同时,无需直流旁路结构中的分裂电容。详细介绍该拓扑的工作原理、脉宽调制(pulse width modulation,PWM)驱动逻辑、并网控制方法以及关键电路设计。仿真与实验验证了该拓扑具有低共模电压、高质量的并网波形和高效率特征。

关键词：共模电压漏电流光伏不隔离单相逆变器

不隔离单相光伏并网逆变器系统输入电流低频纹波抑制

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电工技术学报 2013年第6期28卷 139-146,157页

作者：嵇保健王建华赵剑锋东南大学电气工程学院江苏省智能电网技术与装备重点实验室南京210096 南京工业大学自动化与电气工程学院南京210009

单相光伏并网逆变器系统网侧功率时变特性导致前级直直变换器输入电流中含较大(两倍电网频率)低频纹波,影响其对光伏面板最大功率跟踪效果。本文基于反向电流增益Ai(s)(输入电流对输出电流)模型,提出一种新的方法,用于分析单相不隔离光... 详细信息

单相光伏并网逆变器系统网侧功率时变特性导致前级直直变换器输入电流中含较大(两倍电网频率)低频纹波,影响其对光伏面板最大功率跟踪效果。本文基于反向电流增益Ai(s)(输入电流对输出电流)模型,提出一种新的方法,用于分析单相不隔离光伏并网逆变器系统中前级Boost直直变换器低频纹波特性。本文建立并推导了不同控制方式下的Boost变换器的Ai(s)模型,并在Saber软件中得到验证。指出并验证了平均电流控制方式相比电压控制方式及开环控制方式,在输入电流低频纹波抑制方面更有效,并给出相关的设计准则。仿真及实验表明了该模型的正确性及可行性。

关键词：光伏输入电流低频纹波反向电流增益平均电流控制

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一种低输入电流纹波的单级式三相并网逆变器

电工技术学报 2018年第10期33卷 2303-2311页

作者：叶尊敬嵇保健洪峰王星星南京工业大学电气工程与控制科学学院南京211816 南京航空航天大学电子信息工程学院南京210016

针对单级式单相并网逆变器输入电流存在低频纹波的问题,提出一种单级式三相并网逆变器拓扑及双调制策略。变压器一次侧电路三相共用,引进有源钳位电路,在简化电路的基础上减小了损耗;一次、二次侧双调制,一次侧采用恒功率控制输入电流... 详细信息

针对单级式单相并网逆变器输入电流存在低频纹波的问题,提出一种单级式三相并网逆变器拓扑及双调制策略。变压器一次侧电路三相共用,引进有源钳位电路,在简化电路的基础上减小了损耗;一次、二次侧双调制,一次侧采用恒功率控制输入电流的方法,降低了输入电流低频纹波,二次侧调制逆变输出,且三相逆变系统输出功率之和接近恒定值,无功率脉动问题。详细介绍该逆变器工作原理、双调制驱动逻辑及并网控制策略。最后研制一台480W的样机进行实验,验证了该拓扑的可行性。

关键词：单级式低输入电流纹波三相逆变器双调制策略

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一种改进的正反激并网微型逆变器

电工技术学报 2017年第18期32卷 202-210页

作者：王星星嵇保健洪峰叶尊敬南京工业大学电气工程与控制科学学院南京211816 南京航空航天大学电子信息工程学院南京210016

反激逆变器存在输出电流纹波大、功率容量小等缺点;交错并联反激逆变器存在开关器件多、控制方式复杂等缺点。针对上述问题,提出一种双变压器有源钳位正反激光伏并网逆变器结构,该逆变器二次侧仅用两个开关管,控制方式简单、可靠性高;... 详细信息

反激逆变器存在输出电流纹波大、功率容量小等缺点;交错并联反激逆变器存在开关器件多、控制方式复杂等缺点。针对上述问题,提出一种双变压器有源钳位正反激光伏并网逆变器结构,该逆变器二次侧仅用两个开关管,控制方式简单、可靠性高;采用双变压器可以分担功率、减小单个磁性元件尺寸。对该逆变器的电路拓扑、电流控制策略、稳态原理、特性等进行深入分析。最后通过仿真和实验验证了该逆变器结构的可行性。

关键词：正反激双变压器微逆变器开关器件