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改进型5L-ANPC逆变器悬浮电容电压控制策略

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电力电子技术 2020年第8期54卷 15-18页

作者：刘浩洋胡存刚张云雷李友光安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽省工业节电与电能质量控制协同创新中心(安徽大学) 安徽合肥230601 教育部电能质量工程研究中心(安徽大学) 安徽合肥230601

针对有源中点箝位(ANPC)五电平逆变器电路中悬浮电容电压传感器体积大、成本高、调理电路复杂的问题,提出了一种无悬浮电容电压传感器的控制策略。该控制策略以层叠载波脉宽调制(PWM)为基础,根据直流母线电容电压和输出相电压计算悬浮... 详细信息

针对有源中点箝位(ANPC)五电平逆变器电路中悬浮电容电压传感器体积大、成本高、调理电路复杂的问题,提出了一种无悬浮电容电压传感器的控制策略。该控制策略以层叠载波脉宽调制(PWM)为基础,根据直流母线电容电压和输出相电压计算悬浮电容电压值,控制悬浮电容电压的平衡,减少三相电路中电压传感器的数量,简化了电路设计,降低了系统成本。最后,通过仿真和实验验证了该策略的可行性与有效性。

关键词：逆变器有源中点箝位悬浮电容电压

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混合七电平逆变器悬浮电容电压调制算法研究

混合七电平逆变器悬浮电容电压调制算法研究

作者：刘东辉安徽大学

学位级别：硕士

光伏并网发电等新能源并网发电需要逆变器,逆变器输出交流电波形质量的关系到并网电能质量。多电平逆变器具有控制方式灵活、输出波形质量高、开关器件承受的电压应力小等优点,能够适应更高的性能指标要求。因此,本文研究了单相新型混... 详细信息

光伏并网发电等新能源并网发电需要逆变器,逆变器输出交流电波形质量的关系到并网电能质量。多电平逆变器具有控制方式灵活、输出波形质量高、开关器件承受的电压应力小等优点,能够适应更高的性能指标要求。因此,本文研究了单相新型混合七电平逆变器,主要内容有:1.概述了多电平逆变器的发展历史与意义,分析了典型多电平逆变器拓扑结构的工作原理和常用的控制策略,介绍了多电平逆变器的研究的现状和问题。2.介绍了采用模块化结构的多电平逆变器实验平台。简述了实验平台中各个硬件模块的设计理论,以及DSP+CPLD联合控制器的软件设计流程。为新型混合七电平逆变器控制策略的研究奠定了良好的实验基础。3.详细介绍了一种新型混合七电平逆变器,分析了其工作原理和拓扑结构,给出了悬浮电容电压控制策略。阐述了层叠载波调制算法和一维空间矢量调制算法,将其运用在新型混合七电平逆变器拓扑上,仿真和实验对比分析了验证了两种调制算法的应用结果。4.本文提出了一种基于当前的输入电平状态和悬浮电容电压及负载电流估算悬浮电容电压选择开关状态的新型控制策略,该策略在不影响系统可靠性的情况下减少两个悬浮电容电压传感器,降低成本,减小体积。仿真与实验验证了控制策略。

关键词：混合七电平逆变器拓扑悬浮电容电压控制策略

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五电平ANPC逆变器电容电压平衡控制策略

五电平ANPC逆变器电容电压平衡控制策略

作者：张超安徽大学

学位级别：硕士

多电平逆变器在电力电子领域的广泛应用,使得其综合性能的优化问题受到更高的重视。减少直流侧纹波、降低输出谐波含量、控制电容电压、平衡和减小器件损耗等是目前多电平逆变器的主要研究目标。本文主要以五电平有源中点钳位(ANPC)型... 详细信息

多电平逆变器在电力电子领域的广泛应用,使得其综合性能的优化问题受到更高的重视。减少直流侧纹波、降低输出谐波含量、控制电容电压、平衡和减小器件损耗等是目前多电平逆变器的主要研究目标。本文主要以五电平有源中点钳位(ANPC)型逆变器为研究对象,对逆变器电容电压平衡控制方法进行了研究。论文的主要工作包括以下几点:(1)对多电平逆变器的拓扑和调制技术进行了论述,并总结了通用型拓扑和调制技术的优缺点。(2)搭建了五电平ANPC型逆变器仿真平台,并对实验平台的硬件电路和软件算法进行了简要介绍。(3)概述了五电平ANPC型逆变器的数学模型和工作原理,并分析了八种不同导通模式对悬浮电容电压与中点电压的影响。针对五电平ANPC型逆变器电容电压和中点电压偏移问题,提出了改进的空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。利用输出通路的冗余性和开关序列的中心对称性,实现了电容电压平衡。(4)为实现悬浮电容电压与中点电压平衡的协同控制,提出了一种五电平虚拟空间矢量调制策略。通过部分矢量的虚拟合成组成新的空间矢量分区,采用虚拟空间矢量调制策略,实现了五电平ANPC型逆变器电容电压平衡控制。

关键词：五电平逆变器有源中点钳位悬浮电容电压中点电压空间矢量

改进型五电平ANPC逆变器电容电压控制策略研究

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改进型五电平ANPC逆变器电容电压控制策略研究

作者：刘浩洋安徽大学

学位级别：硕士

相比于传统五电平NPC逆变器,五电平ANPC逆变器具有开关器件应力小、电容数量少、结构简单及控制策略灵活等优点,在风电、光伏等大功率应用场合获得了各国学者的广泛关注。五电平ANPC逆变器控制策略的难点在于控制中点电压和悬浮电容电... 详细信息

相比于传统五电平NPC逆变器,五电平ANPC逆变器具有开关器件应力小、电容数量少、结构简单及控制策略灵活等优点,在风电、光伏等大功率应用场合获得了各国学者的广泛关注。五电平ANPC逆变器控制策略的难点在于控制中点电压和悬浮电容电压的平衡,同时电容电压的三相隔离测量电路不仅增加了控制策略的复杂度,也提高了逆变器的成本。针对上述难题,本文的主要工作内容如下所示:1.对多电平逆变器的发展历程、研究意义、拓扑种类以及调制方法进行介绍,然后对本文的研究对象—五电平ANPC逆变器的关键问题进行分析。2.对五电平ANPC逆变器拓扑的工作原理进行详细分析,并介绍了载波调制和空间矢量调制这两种方法的基本原理与实现方式。3.针对五电平ANPC逆变器硬件电路中悬浮电容电压传感器体积大、成本高、调理电路复杂等问题,本文提出了一种无悬浮电容电压传感器的控制策略。以层叠载波PWM调制为基础,根据直流母线电容电压和输出相电压计算悬浮电容电压值,控制悬浮电容电压的平衡,从而减少三相电路中电压传感器的数量,降低了电路设计复杂度与系统成本。4.针对中点电压平衡问题,本文提出一种基于特定区域虚拟空间矢量的SVPWM控制策略,在平衡中点电压的同时,能够对悬浮电容电压进行估算和平衡。其次,对各个矢量不同开关状态下的中点电流进行分析,将无法通过自身冗余状态调节中点电流的矢量进行重新合成,并对部分小区进行重新定义,进而消除该矢量产生的中点电流对中点电压的影响。为了验证上述算法的可行性与有效性,本文基于Matlab/Simulink计算机仿真平台与五电平ANPC逆变器小功率实验平台,对上述控制策略进行实验验证。

关键词：五电平ANPC逆变器悬浮电容电压中点电压 SPWM SVPWM

电气化铁路用单相链式STATCOM控制策略

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电机与控制学报 2015年第12期19卷 38-46页

作者：周京华李秋霈陈亚爱章小卫蓝志茂北方工业大学电力电子与电气传动工程技术研究中心北京100144 北京电动车辆协同创新中心北京100081 北京先行电气有限公司北京100045

为了研究单相链式STATCOM(static synchronous compensator)对电气化铁路电能质量问题的治理情况,在建立单相链式静止同步补偿器的数学模型基础上,得出单相链式结构中链节悬浮电容的充放电规律,从而提出一种基于占空比调节的悬浮电容电... 详细信息

为了研究单相链式STATCOM(static synchronous compensator)对电气化铁路电能质量问题的治理情况,在建立单相链式静止同步补偿器的数学模型基础上,得出单相链式结构中链节悬浮电容的充放电规律,从而提出一种基于占空比调节的悬浮电容电压平衡控制策略。针对单相链式STATCOM的电流控制问题,基于内模原理,采用准PR调节器对交流正弦电流信号进行跟踪,最后结合悬浮电容电压平衡控制策略及电流控制方法,给出了链式STATCOM的电压外环,电流内环的双闭环整体控制策略,并在6MVA STATCOM仿真模型上进行了仿真研究。同时,构建了基于DSP+FPGA的STATCOM原理样机,并进行了相关实验。仿真及实验结果验证了所提控制策略的有效性及可行性。

关键词：单相链式静止同步补偿器悬浮电容电压平衡控制双闭环

混合有源中性点箝位型七电平逆变器及其控制策略

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电机与控制学报 2020年第4期24卷 40-49页

作者：胡存刚董浩张云雷李杰安徽大学电气工程与自动化学院合肥230601 安徽大学安徽省工业节电与电能质量控制协同创新中心合肥230601 安徽大学电能质量教育部工程研究中心合肥230601

为了减少开关器件数量、提高效率、降低逆变器体积,本文提出了一种新型混合有源中性点箝位型七电平逆变器拓扑。该逆变器的每相桥臂由一个T字型三电平拓扑和一个有源中性点箝位型三电平拓扑两部分组成,通过与有源中性点箝位型和层叠式... 详细信息

为了减少开关器件数量、提高效率、降低逆变器体积,本文提出了一种新型混合有源中性点箝位型七电平逆变器拓扑。该逆变器的每相桥臂由一个T字型三电平拓扑和一个有源中性点箝位型三电平拓扑两部分组成,通过与有源中性点箝位型和层叠式多单元的七电平拓扑的对比,可以发现所提出七电平拓扑具有开关器件少、损耗低和控制策略简单等优点。首先对逆变器的电流传输路径及其工作模态进行了分析,阐述了七电平空间矢量调制的基本原理,使用选择冗余矢量的方法设计了可同时控制悬浮电容电压和中性点电压的综合控制器。最后使用搭建的仿真和实验平台,在不同调制度和功率因数条件下进行了仿真和实验研究,验证了所提出拓扑和控制策略的可行性与有效性。

关键词：七电平逆变器混合型有源中性点箝位空间矢量调制悬浮电容电压中性点电压

电气化铁路用单相链式STATCOM控制平台研制

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电力电子技术 2013年第10期47卷 63-65,101页

作者：周京华孙凯章小卫陈亚爱北方工业大学电力电子与电气传动工程技术研究中心北京100144

首先建立了单相链式静止同步补偿器(STATCOM)的数学模型,提出了一种链式结构的总体控制策略,实现无功功率补偿及链节悬浮电容电压的平衡控制,并在此基础上详细分析了单相链式STATCOM的硬件控制平台架构及具体的实现方式,最后通过实验验... 详细信息

首先建立了单相链式静止同步补偿器(STATCOM)的数学模型,提出了一种链式结构的总体控制策略,实现无功功率补偿及链节悬浮电容电压的平衡控制,并在此基础上详细分析了单相链式STATCOM的硬件控制平台架构及具体的实现方式,最后通过实验验证了控制平台设计的正确性及所提控制策略的有效性。

关键词：静止同步补偿器悬浮电容电压平衡控制硬件控制平台

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一种新型混合式单相多电平逆变器的研究

电力电子技术 2020年第2期54卷 102-105页

作者：纪林祥郑常宝胡存刚张云雷安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 安徽省工业节电与电能质量控制协同创新中心(安徽大学) 安徽合肥230601 教育部电能质量工程研究中心(安徽大学) 安徽合肥230601

为了提高多电平输出电压的电平数以获得更高质量的输出电压,这里提出了一种新型单相十三电平逆变器拓扑。在分析所提拓扑工作原理的基础上,对悬浮电容电压的平衡控制策略进行了研究。为了解决直流母线电容电压平衡的问题,在直流侧添加... 详细信息

为了提高多电平输出电压的电平数以获得更高质量的输出电压,这里提出了一种新型单相十三电平逆变器拓扑。在分析所提拓扑工作原理的基础上,对悬浮电容电压的平衡控制策略进行了研究。为了解决直流母线电容电压平衡的问题,在直流侧添加了基于滞环比较控制策略的均衡控制电路。最后,通过仿真和实验验证了该拓扑的可行性以及控制策略的有效性。

关键词：逆变器悬浮电容电压均衡控制电路

一种新型H桥五电平有源中点钳位逆变器控制策略

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船电技术 2020年第2期40卷 4-7页

作者：邵俊波徐晓康邱长青船舶综合电力技术重点实验室武汉430064

保持母线中点电位和悬浮电容电压的稳定是H桥型五电平有源中点钳位型逆变器稳定工作的前提。针对上述问题,本文在载波层叠调制策略的基础上,分析不同开关状态对悬浮电容电压的影响,通过选择合适的冗余开关状态实现悬浮电容电压的稳定;... 详细信息

保持母线中点电位和悬浮电容电压的稳定是H桥型五电平有源中点钳位型逆变器稳定工作的前提。针对上述问题,本文在载波层叠调制策略的基础上,分析不同开关状态对悬浮电容电压的影响,通过选择合适的冗余开关状态实现悬浮电容电压的稳定;对于母线中点电位平衡控制问题,提出了修正H桥左右桥臂参考波电压比例分配实现平衡控制,最后通过Matlab/Simulink仿真结果验证所提控制策略的有效性。

关键词： H桥型五电平有源中点钳位型逆变器母线中点电位悬浮电容电压载波层叠调制