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电力电子技术 2020年第10期54卷 68-71页

作者：施朝晖朱安康谢瑞林斌中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

高压大功率电力电力变换器的需求日益增加,而单个功率器件难以满足应用的需求,因此需采用器件串联的方式。宽禁带半导体器件SiC MOSFET具有高频、高耐压、高开关速度的优势,基于SiC MOSFET的串联变换器不仅满足高压大功率的需求,而且满... 详细信息

高压大功率电力电力变换器的需求日益增加,而单个功率器件难以满足应用的需求,因此需采用器件串联的方式。宽禁带半导体器件SiC MOSFET具有高频、高耐压、高开关速度的优势,基于SiC MOSFET的串联变换器不仅满足高压大功率的需求,而且满足高频、高功率密度的发展趋势,但由于器件工艺的不成熟,基于纯SiC MOSFET的串联变换器成本昂贵、过载能力弱,容错率低。基于Si IGBT/SiC MOSFET混合并联器件的串联变换器具有低导通损耗、低开关损耗、高短路耐量的优势,满足高压、高频以及高功率密度的应用需求,而且在变换器中器件失效的条件下仍可以带故障运行,提高了系统的容错率。在此介绍了基于并联混合器件的串联变换器结构,基于功率器件的失效模式制定了相应的故障处理策略,并分析了基于混合并联器件的串联变换器的可靠性,最后基于搭建的串联变换器实验样机验证了该变换器的故障运行能力。

关键词：串联变换器故障运行混合并联器件

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统一潮流控制器串联变换器的控制与应用

统一潮流控制器串联变换器的控制与应用

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作者：蔡松华中科技大学

学位级别：硕士

世界范围内大型电网的联网运行,已经成为世界各国现代电力系统的发展趋势。统一潮流控制器(UPFC)是极为灵活且功能强大的FACTS装置,可以同时对输电线路上的有功、无功潮流和总线电压进行控制。UPFC串联变换器是UPFC装置实现潮流控制的... 详细信息

世界范围内大型电网的联网运行,已经成为世界各国现代电力系统的发展趋势。统一潮流控制器(UPFC)是极为灵活且功能强大的FACTS装置,可以同时对输电线路上的有功、无功潮流和总线电压进行控制。UPFC串联变换器是UPFC装置实现潮流控制的关键。本文讨论并建立了UPFC并联侧稳压控制模型和串联侧交叉耦合与交叉解耦控制模型,通过仿真分析和实验波形,验证了UPFC串联侧交叉耦合与交叉解耦控制策略的潮流调节效果。本文通过仿真分析和实验结果也验证UPFC串联变换器除潮流控制外的另外两项控制功能,动态电压控制(DVR)和模拟线路阻抗。针对交叉耦合控制潮流调节速度较慢的缺点,本文引入了模糊自适应控制,该方法能够根据误差和误差变化率对PI参数进行在线修正。仿真和实验结果证实,引入模糊PI自适应控制后能够明显加快交叉耦合控制的潮流调节速度。针对交叉解耦控制鲁棒性较差的缺点,本文分别采用阻抗跟踪法和模糊PI自适应控制两种方法。其中阻抗跟踪法通过在线计算线路阻抗值得到功率外环实时反馈系数,模糊自适应控制在功率外环的PI控制器中采用灵活的PI参数,两种方法都能部分改善交叉解耦的鲁棒性。通过仿真分析验证了这两种方法的有效性,并比较了两种方法各自的优劣。本文课题组在动态模拟实验室单机无穷大实验系统中,完成了UPFC实验装置的稳态实验,并对双回路系统中的潮流环流问题进行了讨论。本文也对UPFC装置在暂态响应中抑制动模系统的系统振荡的功能进行了仿真分析。

关键词：统一潮流控制器串联变换器交叉耦合交叉解耦模糊控制阻抗跟踪动态模拟系统

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串并联补偿式UPS串联变换器部分研究

串并联补偿式UPS串联变换器部分研究

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作者：刘静华中科技大学

学位级别：硕士

双三相桥PWM AC/DC变换器配以适当的控制,可以有效解决目前电力网络中最常见的电能质量问题,是一种具有综合调节功能的理想电能质量控制器。本文以串并联补偿式UPS为对象,研究了这种双三相桥PWM AC/DC变换器结构特别是串联变换器部分的... 详细信息

双三相桥PWM AC/DC变换器配以适当的控制,可以有效解决目前电力网络中最常见的电能质量问题,是一种具有综合调节功能的理想电能质量控制器。本文以串并联补偿式UPS为对象,研究了这种双三相桥PWM AC/DC变换器结构特别是串联变换器部分的设计和相关控制策略,文章主要进行了以下几个方面的研究: （1）分析了串并联补偿式UPS系统的系统功能及主要工作原理;分别在三相静止ABC坐标系和空间旋转dqo坐标系下建立了串并联补偿式UPS的等效数学模型;给出了理想电网电压下串联变换器的控制方程。（2）讨论串并联补偿式UPS串联变换器的控制方法,本文采用了直接电流控制下的dq解耦电压电流双闭环控制策略,并给出了PI调节器参数的设计方法;研究了理想电网电压下串联变换器的控制,并着重指出了非理想输入电网电压下串联变换器的控制问题;文章还给出了在MATLAB SINMULINK环境下建立电路仿真模型的方法;为抑制输入电压不平衡及谐波的影响,采取了一种具有电源电压谐波前馈的dq+0轴控制方法,仿真结果证实了所提出的控制方法的有效性。（3）讨论了串并联补偿式UPS实验装置的实现过程,包括系统的整体硬件设计和以TMS320LF2407 DSP为核心的串联变换器软件设计。在不同工况下进行了较全面的实验研究,结果表明所研究的串并联补偿式UPS串联变换器部分能始终保证电网输入电流总畸变率小于5%,输入功率因数接近于1的系统性能,证实了其改善电网侧电能质量的有效性。

关键词：双三相桥PWM AC/DC变换器串联变换器串并联补偿式UPS 解耦控制双闭环控制

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