基于固态变压器的电动汽车集群柔性并网控制方法

级联型固态变压器(SST)为实现电动汽车充放电集群高效稳定并网提供了一种可行的解决方案，但其体积较大、效率低、结构中存在的多直流侧电压不平衡等问题制约了工程应用。为此，本文提出了一种级联型固态变压器柔性并网优化控制方法，在建立数学模型的基础上分析了其直流侧电压的纹波特性，通过引入两级协调控制和比例积分谐振（PIR）控制器，在实现多直流电压平衡的同时，大大减少了直流侧电压的纹波。实验结果表明，与传统方法相比，该方法可以将直流侧电容值减少至原来的1/4左右，有效地减小了装置的体积和质量，提升了系统的效率。     

组合多电平式APF直流侧电压平衡控制策略

H桥级联式多电平变流器用于有源电力滤波器(APF)时,H桥功率单元直流侧电容电压的平衡制约着系统补偿的性能.通过对应用两电平变流器或H桥级联式多电平变流器的APF的研究,提出了更有利于实现多电平APF直流侧电容电压平衡控制的组合式多电平变流器拓扑;以新的多电平拓扑为基础,提出了2电压环的直流侧电压控制策略,解决了多电平有源电力滤波器直流侧电压平衡问题.仿真实验证明,该组合式多电平变流器拓扑是有效实用的,直流侧电容电压平衡控制策略也具有良好的控制效果.     

基于零电压直流均压电路和分层控制的中压级联有源滤波器

级联有源滤波器拓扑结构简洁,可不经变压器直接接入中压配网,但级联单元的数目大,控制繁杂,并且直流侧电容电压存在不均衡问题。该文提出一种中压级联有源滤波器分层控制策略,分离系统上层主功能控制和下层单元控制,扩大主控制计算的时间裕度,实现较复杂的控制算法,并保证系统动态响应速度;同时提出一种硬件辅助箝位电路及其软开关控制策略,实现直流侧电容能量交换与均压控制,并且通过相位与模式控制使辅助回路开关零电压(zerovoltage switching,ZVS)运行,提高辅助回路效率,降低开关噪声。仿真和实验研究证明:分层控制策略与软开关辅助箝位措施是实现中压级联有源滤波器的有效方法。     

基于卡尔曼滤波的电力电子变压器直流电压平衡控制

针对级联型电力电子变压器整流级交流电/直流电(alternating current/direct current,AC/DC)变换直流侧电容电压不平衡问题,以单相级联H桥整流器为研究对象,提出一种基于卡尔曼滤波(KF)的直流侧电容电压平衡控制策略。该控制策略结合了DQ(direct-quadrature)电流解耦控制和比例式脉冲补偿控制,利用卡尔曼滤波的滤波和预估特性实现了电容电压平衡、降低了系统的总谐波失真(THD)和增强了系统的鲁棒性。首先推导证明了系统的稳定性,然后对负载不均衡和负载突变两种的情况进行仿真,从而验证了该控制系统鲁棒性强、动态性能优异、具有良好谐波特性和稳态性能的特点。     

基于SST的新型直流微网架构

提出基于固态变压器(solid state transformer,简称SST)的新型直流微网架构.设计SST的3级拓扑结构及其控制方案,输入级采用电压源型变换器,运用电压电流双闭环解耦控制实现一次侧直流母线电压的稳定输出;隔离级的二次侧只对外供电,且采用不控整流电路;输出级为逆变器结构,运用双环控制实现交流电压的稳定输出.在PSCAD平台上针对几种典型工况进行仿真,结果表明所提架构具有较强的负载适应性.     

基于磁集成变压器的光伏电站直流并网

针对光伏电站直流并网系统中存在的升压比较低,各光伏单元输出变化时复杂的功率控制和电压平衡问题,提出了一种基于磁集成变压器(Magnetic Integrated Transformer,MIT)的光伏电站直流并网拓扑方案。首先给出系统拓扑结构、设计了MIT参数和功率控制策略,通过Boost电路和磁集成变压器的双重升压,使光伏电站能够输出高压直流,并实现电压和功率的灵活控制。然后建立了系统数学模型,在稳态和暂态下进行了仿真分析。仿真结果验证了所提出并网方案和控制策略的可行性和有效性。     

基于功率反馈的H桥级联型整流器电压平衡控制算法

提出了一种基于功率反馈的直流母线电压平衡算法,用于对H桥级联型(cascaded H-bridge,CHB)脉冲宽度调制(PWM)整流器的电压控制。建立了CHB整流器基于平均意义下的数学模型;通过数学分析得到了各级整流器稳态工作时有功功率与调制比之间的关系,依此推出基于功率反馈的电压平衡控制算法,并对该算法的适用条件进行讨论;在MATLAB上进行了4级级联的系统仿真,搭建2级级联的实验样机进行实验研究。仿真与实验结果表明:该算法在满足适用范围的前提条件下,能够实现对多级CHB整流器直流母线电压的平衡控制,且保证电流控制性能良好。     

H桥级联型整流器电容电压平衡控制策略

针对H桥级联型整流器(cascaded H-bridge rectifier,CHBR)的电容电压平衡问题,在建立CHBR数学模型的基础上,研究了一种基于PI控制的直流侧电容电压平衡控制策略,采用载波移相调制策略(carrier phase-shifted SPWM,CPS-SPWM),理论推导出调制比与有功功率之间的关系,得出该电容电压平衡控制的均压范围。搭建了三模块CHBR的仿真模型和试验样机,试验结果验证了该算法具有较好的均压能力。     

电压三相不平衡时MMC型固态变压器的联合控制

针对网侧电压三相不平衡时电流负序分量使电流迅速增加进而危及系统安全的问题，提出电压三相不平衡时模块化多电平换流器(modular multilevel converter,简称MMC)型固态变压器的联合控制策略.在对电流正负序分量进行双序控制的基础上，设计了环流抑制器.仿真实验结果表明该联合策略具有有效性.     

级联型多电平变换器单元电路控制策略仿真

针对级联型多电平变换器需要四象限运行的工况,提出以双H桥的电压胞拓扑作为多电平变换器单元电路的方案。其前H桥为整流器,采用滞环电流控制策略实现直流电压稳定和近似单位功率因数的双向能量流动;后H桥为逆变器,采用载波相移SPWM技术。通过建立整流器的滞环电流控制模型和三单元级联多电平逆变器相移技术控制模型,对变换器进行双向能量传输运行的过渡过程分析和逆变器输出级联电压波形分析。仿真结果表明该拓扑及控制策略满足四象限运行要求。     

基于虚拟同步机电力电子变压器直流电压平衡控制策略

基于瞬态电流正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制策略是级联型电力电子变压器(power electronic transformer,PET)网侧整流级交流-直流(alternating current-direct current,AC-DC)变换环节的一种典型控制策略,该策略最大的优点是减少了大量控制环节,引入交流网侧相位角,可以实现无相位差整流.基于此提出一种基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制技术电力电子变压器网侧级联H桥整流器(cascaded H-bridge rectifier,CHBR)直流电压平衡控制策略,在传统平衡算法上引入虚拟同步机原理,同时采用载波移相调制(carrier phase shifting SPWM,CPS-SPWM)算法降低网侧电流谐波含量.在整流侧注入转动惯量和阻尼系统,使得级联模块获得同步机特性从而具有惯性,并且阻尼功率振荡,获得更好的动态性能.通过调节整流级各单元调制波以实现整流侧直流电容电压平衡,最后通过MATLAB仿真平台验证了所提控制策略的有效性.     

单相光伏并网逆变器直流注入抑制策略

直流注入抑制是无变压器非隔离型光伏并网发电系统的技术挑战之一。IEEE Std.929-2000规定直流注入必须小于系统额定电流的0.5%.针对这一问题,从控制理论和拓扑结构角度出发,分别提出了基于电网电压前馈的检测反馈控制策略和新型拓扑结构的虚拟电容控制方法,给出了两种控制策略的控制框图。通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了系统仿真平台,分别对未加入直流注入抑制策略以及本文提出的两种控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明提出的两种控制策略能够有效抑制直流分量注入,与电网电压前馈的检测反馈控制策略相比,采用新型拓扑结构的虚拟电容控制时具有输出电流THD低,电能质量好的优势,仿真结果验证了研究控制算法的有效性和可行性。     

无平衡电抗器24脉自耦变压整流技术研究

提出了一种利用电压矢量合成的无平衡电抗器24脉自耦变压整流器拓扑结构,自耦变压器每相5个绕组,根据不同绕组之间叠加的电压矢量使4组整流桥在同一时刻只有两个二极管导通,并将电压矢量差值最大的线电压送至输出端,主整流桥与辅整流桥根据不同时区主辅电压矢量的合成依次自然换向,不对称的输出电压矢量构成形式使整流桥可直接并联输出24脉波直流电压.论文推导了自耦变压器的匝比、系统输入电流表达式及输出电压表达式,并通过对网侧电流谐波含量及变压器等效容量的计算分析了系统的性能,最后通过仿真以及实验验证了设计的合理性.      

一种基于空间矢量的脉冲宽度调制方法与实验研究

终端级联式五电平逆变器是将两台三电平逆变器的输出终端通过开绕组电机级联而成,针对终端级联式五电平逆变器中存在的共模电压和中点电位平衡问题,研究了一种空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)策略。该方法完全采用零共模电压矢量来消除电机端共模电压;与传统二极管钳位型三电平逆变器相比,所采用的零共模电压矢量对直流侧中点电位的影响更为复杂,基于此采用一种平衡因子控制法来平衡中点电位。仿真和实验结果表明,该方法能完全消除共模电压,较精确地控制中点电位平衡。     

级联型中高压变频器主电路结构及工作原理

级联型中高压变频器将若干个独立的低压功率单元的输出串联,实现高压输出。电网电压经过移相变压器降压后给功率单元供电,每个功率单元分别由输入隔离变压器的一个二次绕组供电,变压器二次绕组之间相互绝缘。功率单元为三相输入的整流电路和单相输出的交-直-交电压源型逆变器结构,将相邻的功率单元串联起来构成单相,三相输出Y型联结。     

帐篷混沌映射在级联逆变器中的应用

当级联型逆变器的级联单元较多时,存在各单元利用率不平衡问题.由于混沌映射具有随机性和确定分配的特点,可用于级联型逆变器.本文阐述了用帐逢混沌映射分配的实现,并给出了仿真结果.     

并联型有源电力滤波器直流侧电压控制与保护

有源电力滤波器是一种新型的谐波电流、无功功率和不平衡分量动态补偿设备,控制其逆变器直流侧电压在适当范围内波动是保证并联型有源电力滤波器具有良好补偿性能的一个重要因素。本文分析了传统的PI稳定控制策略的缺点,提出改进的PI控制方法,降低PI参数的整定难度,提高了直流侧电压的稳定性能。最后考虑各种暂态情况,提出完善的直流侧电压保护措施。     

不对称级联逆变器的并联电能质量调节器

针对传统结构的有源滤波器（APF）具有运行效率较低、难于实现大容量化等问题，提出了基于不对称级联多电平逆变器的并联型电能质量调节器（PQC）及其控制系统．在PQC中，不对称级联多电平逆变器的各单元逆变器的输出额定电压呈3的幂次方增长，N个单元逆变器的级联可以输出3^N电平的阶梯波电压，具有良好的波形跟踪能力．PQC可以同时用于电力系统无功、谐波及不对称补偿，具有响应速度快、补偿效果好、运行效率高和易于实现大容量化等优点．数学推导和仿真分析验证了其正确性．     

级联H桥型多电平逆变器中变压器偏磁抑制控制方法研究

为了抑制级联H桥型逆变器连接变压器时存在的变压器偏磁现象,通过对变压器偏磁现象的形成机理研究,发现变压器原边电压和副边电流的直流分量是造成变压器偏磁现象的主要原因。根据变压器偏磁原因,提出了几种通过抑制逆变器滤波电感电流中直流分量来消除原边电压直流分量的控制策略。通过对比分析发现,电压反馈辅助以滞环控制器和检测电感电流的偏磁抑制控制器的控制策略动态响应较快,偏磁抑制比较彻底。在样机平台上进行了实验,结果表明,偏磁抑制控制器的控制策略可以完全消除级联H桥型逆变器的变压器偏磁现象,并且在投切电阻负载实验中,电压恢复时间仅在20ms以内。     

基于改进型开关电感的级联准Z源逆变器

为了提高准Z源逆变器的升压能力,同时减小电容电压应力和输入电感电流纹波,结合具有高升压能力的改进型开关电感,用改进型开关电感替代级联型准Z源逆变器二级阻抗网络中的电感,提出了一种新型准Z源逆变器.分析了其拓扑结构和工作原理,仿真结果表明,与级联型准Z源逆变器相比,该逆变器具有升压能力强、输入电感电流纹波小、电容电压应力...