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中国电机工程学报 2023年第2期43卷 738-749页

作者：章勇高樊越刘鹏迮思源何明星华东交通大学江西省南昌市330013

单相逆变器普遍存在二次纹波问题,容易造成系统不稳定和降低效率。文中在无附加开关管的情况下,仅保留H桥4个开关器件。此拓扑只需将交流侧原有滤波电容分裂成两组对称连接,同时可省略直流侧原有支撑电容。电路中差模保证功率输出,共模... 详细信息

单相逆变器普遍存在二次纹波问题,容易造成系统不稳定和降低效率。文中在无附加开关管的情况下,仅保留H桥4个开关器件。此拓扑只需将交流侧原有滤波电容分裂成两组对称连接,同时可省略直流侧原有支撑电容。电路中差模保证功率输出,共模保证解耦,因此对系统中差模和共模分别独立控制。理论分析和仿真解释了系统的解耦情况和解耦后存在的电容电压不平衡情况,并从解耦精度及附加开关数量方面良好地阐述该拓扑的优越性,最后通过实验结果证明该拓扑在无需额外开关器件情况下良好的解耦性能。

关键词：二次纹波共模控制单相逆变器有源解耦

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能源路由器直流母线电压低频波动机理及抑制方法研究

能源路由器直流母线电压低频波动机理及抑制方法研究

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作者：杨世奡重庆理工大学

学位级别：硕士

随着能源短缺与环境污染等问题的日益突出,以化石燃料为基石的单一集中式供电方式已不能满足国民经济发展对更大容量、更加清洁以及更多供电形式的电能需求,因此,可实现多能源互联、多端口、多形式、多流向供电的能源路由器,已成为构建... 详细信息

随着能源短缺与环境污染等问题的日益突出,以化石燃料为基石的单一集中式供电方式已不能满足国民经济发展对更大容量、更加清洁以及更多供电形式的电能需求,因此,可实现多能源互联、多端口、多形式、多流向供电的能源路由器,已成为构建未来能源互联网、满足未来供电需求的关键核心设备。其内部通过大量的AC/DC和DC/DC变换器将不同端口连接至公共直流母线,从而实现多源-多负荷之间的能量交换。因此,系统安全可靠运行的前提是要维持能源路由器直流母线电压的稳定。根据直流母线电压波动产生的机理、频率特性等可以将其波动分为扰动型（由各种电源或负荷的投切等引起）、振荡型（由于电网或负载的不平衡、谐波等引起）两类。本文主要研究振荡型波动（其中以5次及7次最为常见）,拟开展能源路由器直流母线电压低频波动机理及抑制方法研究,主要研究内容如下:首先,提出了一种基于直流母线的能源路由器拓扑架构。与其他结构的能源路由器相比,不存在频率稳定等问题,避免了交流母线带来的相位同步等问题。本文详细分析了该能源路由器各对外端口结构特点、功能及工作原理。根据能源路由器是否与电网连接,将其工作模式分为并网模式、离网模式两类,并根据功率流动的情况,将并网模式细分为三种模式。通过对能源路由器在不同工作模式下交流端口和直流端口变换器数学建模,分析出了能源路由器直流母线电压低频波动机理。然后,基于能源路由器直流母线电压低频波动机理提出了相应的抑制方法:能源路由器无源解耦和有源解耦。给出了无源解耦电路并分析了其工作原理,理论推导了能源路由器交流端口在包含一系列低频谐波电流的情况下,直流母线低频谐波电压表达式。并进行了相关仿真和实验,验证了能源路由器直流母线低频谐波电压相关理论分析的正确性。同时理论推导了无源解耦情况下能源路由器直流母线电容,为了减小能源路由器直流母线电容并提升系统可靠性,本文提出了一种基于双向降压-升压型附加电路的直流母线谐波功率有源解耦方法,来吸收能源路由器直流母线上的任意次组合的低频谐波。同时,本文提出了一种基于低频谐波电流前馈的新的解耦控制方案,实现了使用更少的电容稳定能源路由器直流母线电压的目的。最后,将双向降压-升压型有源解耦电路应用到能源路由器中,通过一系列相关对比实验,验证了双向降压-升压型有源解耦电路用于吸收能源路由器直流母线的任意次组合的低频谐波的适用性,以及本文提出的有源解耦控制策略的优越性。

关键词：能源路由器直流母线低频谐波 AC/DC变换器有源解耦

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