基于级联式多电平变换器的静止无功补偿器拓扑研究

1

作者 赵昊然 陈腾 陆智勇 《电气开关》 2024年第4期38-41,共4页

电力系统实时无功补偿对提升电能质量至关重要,传统的无功功率补偿常采用大容量的电抗器、电容器,体积大、重量大、效率低。静止无功补偿器采用全控开关器件构成,具有可控,动态响应速度快,损耗低,效率高的优点。以单相H桥为级联单位串... 电力系统实时无功补偿对提升电能质量至关重要,传统的无功功率补偿常采用大容量的电抗器、电容器,体积大、重量大、效率低。静止无功补偿器采用全控开关器件构成,具有可控,动态响应速度快,损耗低,效率高的优点。以单相H桥为级联单位串联而成的级联式多电平变换器可通过对各个H桥进行移相控制,输出多电平波形,提高输出电压正弦度,降低谐波含量,减小滤波器的体积,且具有扩展性强,适应性强,实现容易等优点。介绍了级联式多电平变换器的拓扑与工作原理及适用于该变换器的基于三角载波移相技术的PWM调制策略,通过降低开关管的开关频率,提高系统的效率。最后搭建了仿真模型验证了该拓扑与调制策略的有效性。 展开更多

关键词 静止无功补偿器 级联式多电平变换器 三角载波移相 PWM调制

下载PDF 职称材料

级联式有源电力滤波器控制策略及实验研究 被引量：1

2

作者 陈敏洁 陈峻岭 +1 位作者 李耀华 王平 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2014年第5期17-21,共5页

针对由级联式多电平变换器为主电路的有源电力滤波器,其主电路中直流电容相互独立,如果没有有效控制措施,这些独立的电容电压会产生不平衡,严重威胁装置的安全、稳定运行。本论文提出一种有效控制策略,不仅具有良好的补偿效果,而且保证... 针对由级联式多电平变换器为主电路的有源电力滤波器,其主电路中直流电容相互独立,如果没有有效控制措施,这些独立的电容电压会产生不平衡,严重威胁装置的安全、稳定运行。本论文提出一种有效控制策略,不仅具有良好的补偿效果,而且保证了主电路中各级联单元直流侧电容电压恒定和均衡。为了验证所提控制方法和控制策略,本文搭建了两级级联式有源电力滤波器,实验结果表明,该系统具有良好的滤波性能,同时也保证了各级联单元直流侧电容电压恒定和均衡,进一步表明本文所提方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 有源电力滤波器 级联式多电平变换器 电容电压均衡控制

下载PDF 职称材料

级联型多电平变换器PWM控制方法的仿真研究 被引量：120

3

作者 吴洪洋 何湘宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第8期42-46,共5页

多电平变换器作为一种应用于高压大功率变换场合的新型变换器 ,其相应的电路拓扑结构和PWM控制方法是当前的一个研究热点 ,基于现有的研究成果 ,该文认为当电平数超过 3时 ,采用级联型电路拓扑结构和三角载波PWM法的组合 ,是一种较为可... 多电平变换器作为一种应用于高压大功率变换场合的新型变换器 ,其相应的电路拓扑结构和PWM控制方法是当前的一个研究热点 ,基于现有的研究成果 ,该文认为当电平数超过 3时 ,采用级联型电路拓扑结构和三角载波PWM法的组合 ,是一种较为可行的方案。在此基础上 ,首先讨论了三种已有的多电平变换器三角载波PWM控制方法 ,根据它们各自的优缺点 ,提出了一种新型的适用于级联型多电平变换器的PWM方法。文中介绍了它们的原理和特点 ,为了比较它们的控制效果 ,采用功能强大的Saber软件进行了仿真研究 ,仿真结果表明 ,所提出的方法 ,在输出电压谐波和电压利用率方面 ,兼具前三种方法的优点。最后 ,作者对今后的研究提出了建议。 展开更多

关键词 级联型多电平变换器 脉宽调制 仿真 控制方法 逆变器

下载PDF 职称材料

一种改进的级联型多电平变换器拓扑 被引量：75

4

作者 陈阿莲 何湘宁 赵荣祥 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第11期9-12,共4页

该文提出了一种改进的级联型多电子变换器,它可以由任意个H-桥单元级联构成。其中的H-桥可以是两电平,也可以是二极管箝位型或电容箱位型的任意电平,不同单元采用不同的独立直流电压源。相对于传统的级联型拓扑,在得到相同输出电平的情... 该文提出了一种改进的级联型多电子变换器,它可以由任意个H-桥单元级联构成。其中的H-桥可以是两电平,也可以是二极管箝位型或电容箱位型的任意电平,不同单元采用不同的独立直流电压源。相对于传统的级联型拓扑,在得到相同输出电平的情况下,新拓扑可以使用较少数量的开关器件和较少数量的独立电压源,从而简化电路,降低成本。该文以两电平H-桥(2-H)和飞跨电容型三电平H-桥(3-H)级联构成的拓扑为例进行了分析研究和仿真验证。 展开更多

关键词 级联型多电平变换器 拓扑结构 H-桥单元 工作原理

下载PDF 职称材料

用于级联型多电平变换器的新型脉宽调制方法 被引量：18

5

作者 侯世英 徐曦 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期55-59,82,共6页

提出一种用于级联型多电平变换器的新型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)方法,即将单个三角载波信号与多个梯形波调制信号进行规则对称采样。推导了梯形波边坡角与输出基波幅值和谐波含量的关系。与其他常用的PWM方法相比,该方法... 提出一种用于级联型多电平变换器的新型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)方法,即将单个三角载波信号与多个梯形波调制信号进行规则对称采样。推导了梯形波边坡角与输出基波幅值和谐波含量的关系。与其他常用的PWM方法相比,该方法调制下的输出基波幅值更高,在选取适当的边坡角后,输出波形的谐波特性非常好。以5电平和13电平级联型多电平变换器为控制对象,对所提出的PWM方法进行了仿真验证,证明其在输出电压幅值和谐波特性方面具有优良的性能。 展开更多

关键词 级联型多电平变换器 梯形波 基波幅值 谐波 脉宽调制(PWM)

下载PDF 职称材料

四象限级联型多电平变换器的PWM整流器控制 被引量：9

6

作者 王剑 李永东 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2009年第2期41-45,共5页

分析了四象限级联型多电平变换器的功率单元中,H桥逆变器输出功率的脉动对PWM整流器控制尤其是对其直流母线电压的影响。提出外环控制器为直流母线电压反馈与负载功率前馈相结合、内环电流控制为比例积分加谐振(PIR)调节器的PWM整流器... 分析了四象限级联型多电平变换器的功率单元中,H桥逆变器输出功率的脉动对PWM整流器控制尤其是对其直流母线电压的影响。提出外环控制器为直流母线电压反馈与负载功率前馈相结合、内环电流控制为比例积分加谐振(PIR)调节器的PWM整流器控制策略。实验表明该控制策略即使在直流母线电容容量很小时,仍然能得到较为稳定的直流母线电压,验证了控制策略的有效性。 展开更多

关键词 级联型多电平变换器 PWM整流器 负载功率前馈 PIR调节器

下载PDF 职称材料

基于CPLD的级联型多电平变换器PWM脉冲的实现 被引量：2

7

作者 王志华 尹项根 +1 位作者 程汉湘 陈锐 《电气传动》 北大核心 2003年第5期28-30,共3页

文章基于级联型多电平变换器的拓扑结构及其 PWM调制技术的特点 ,采用复杂可编程逻辑器件CPL D集成了多个载波可移相的三相 PWM发生器 ,特别适合载波移相 SPWM调制方法的实现。该 PWM发生器既简化了电路的设计 ,提高了系统的可靠性 。

关键词 级联型多电平变换器 CPLD 拓扑结构 复杂可编程逻辑器件 PWM 脉冲调制 逆变器

下载PDF 职称材料

级联型多电平变换器调速系统矢量控制的研究 被引量：2

8

作者 王印秋 张新华 程红 《煤矿机械》 北大核心 2009年第5期75-77,共3页

在对基于载波相移技术级联型多电平变换器电路拓扑的工作原理和控制策略分析的基础上,将转差频率矢量控制引入了对异步感应电机的高精度控制,通过坐标变换将异步电动机在三相静止坐标系上的数学模型转化为两相旋转坐标系上的数学模型,... 在对基于载波相移技术级联型多电平变换器电路拓扑的工作原理和控制策略分析的基础上,将转差频率矢量控制引入了对异步感应电机的高精度控制,通过坐标变换将异步电动机在三相静止坐标系上的数学模型转化为两相旋转坐标系上的数学模型,将定子电流矢量分解为励磁和转矩2个直流分量并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,通过仿真验证了基于载波相移技术的级联多电平变流器调速系统矢量控制的可行性。 展开更多

关键词 载波相移技术 级联型多电平变换器 矢量控制 坐标变换

下载PDF 职称材料

4象限H桥功率单元PWM整流器的比例-积分-谐振控制 被引量：2

9

作者 王剑 李永东 《电气传动》 北大核心 2012年第1期22-25,共4页

4象限H桥级联型多电平变换器的功率单元中,由于单相H桥逆变器的输出功率中含有2倍于输出电压频率的脉动分量,如果输入级的PWM整流器采用传统的控制策略,直流母线电压也将会含有该频率的脉动。在PWM整流器电压定向控制中,使用比例-积分-... 4象限H桥级联型多电平变换器的功率单元中,由于单相H桥逆变器的输出功率中含有2倍于输出电压频率的脉动分量,如果输入级的PWM整流器采用传统的控制策略,直流母线电压也将会含有该频率的脉动。在PWM整流器电压定向控制中,使用比例-积分-谐振(PIR)调节器控制电压环和电流环,抑制了直流母线电压的脉动,在小功率平台上的实验证明了该控制策略的有效性。 展开更多

关键词 4象限H桥级联型多电平变换器 PWM整流器 比例-积分-谐振调节器

下载PDF 职称材料

四象限级联多电平变换器的新型整流器控制 被引量：1

10

作者 李永东 王剑 孙炳海 《电力电子》 2010年第3期24-28,共5页

在四象限级联型多电平变换器的功率单元中,利用移向变压器的副边漏抗代替输入电抗器,对其原理进行了分析;通过实验结果验证了新型整流器及其控制策略的可行性。

关键词 级联型多电平变换器 PWM整流器 PIR调节器

下载PDF 职称材料

一种减小四象限级联型变换器母线电容纹波电压的控制方法 被引量：1

11

作者 张宏亮 周鹏 《电气技术》 2016年第7期68-74,共7页

在交流电动机调速领域,传统级联型多电平变换器的应用越来越广泛,但是由于无法实现能量回馈,因而应用场合受到限制。通过采用有源PWM整流模块取代不控整流模块可以实现能量回馈,但是由于PWM整流模块输入侧需要滤波电感,导致系统体积和... 在交流电动机调速领域,传统级联型多电平变换器的应用越来越广泛,但是由于无法实现能量回馈,因而应用场合受到限制。通过采用有源PWM整流模块取代不控整流模块可以实现能量回馈,但是由于PWM整流模块输入侧需要滤波电感,导致系统体积和成本增加,限制这种实现方式的实际应用。传统级联型变换器模块的逆变侧采用的是H桥拓扑,导致母线电容纹波电压非常大,需要较大的母线电容,增加了模块的体积和成本。本文提出一种采用输入变压器的付边漏感取代滤波电感的方式,同时提出了一种新颖的控制方式,通过对PWM整流模块控制实现减小母线电容纹波电压,这就样可以减小母线电容,进而降低系统成本,虽然会导致模块PWM整流模块输入电流变差,但是由于存在三相谐波相抵消特性以及通过PWM整流模块的载波移相处理,变压器原边输入电流谐波非常低。理论分析和仿真证明,这种控制方式是可行的。 展开更多

关键词 级联型多电平变换器 四象限 PWM整流器 载波移相

下载PDF 职称材料

一种新型多电平SVPWM控制策略的研究

12

作者 侯世英 徐曦 +1 位作者 林茂 刘早晨 《电子技术应用》 北大核心 2009年第10期91-95,共5页

随着H桥逆变器电平数的增加,其空间矢量调制算法(SVPWM)也越来越复杂。提出一种任意电平H桥逆变器的SVPWM算法,通过等效矢量变换,可将两电平逆变器中合成参考矢量的电压矢量及其作用时间推广到任意电平。以三电平和五电平H桥级联型多电... 随着H桥逆变器电平数的增加,其空间矢量调制算法(SVPWM)也越来越复杂。提出一种任意电平H桥逆变器的SVPWM算法,通过等效矢量变换,可将两电平逆变器中合成参考矢量的电压矢量及其作用时间推广到任意电平。以三电平和五电平H桥级联型多电平变换器为控制对象,对该算法的正确性进行了仿真验证。 展开更多

关键词 H桥级联型多电平变换器 多电平 空间矢量调制 极值法

下载PDF 职称材料

4象限级联型多电平变换器及其整流器控制

13

作者 孙炳海 李永东 王剑 《电气传动》 北大核心 2011年第3期19-23,共5页

在级联型多电平变换器的功率单元中,用PWM整流器替代二极管整流器,可以实现能量的双向流动;利用隔离变压器的副边漏抗代替整流器的输入电抗器,可以减少变换器的体积和成本;隔离变压器的副边绕组移相消除了由单个功率单元所引起的谐波电... 在级联型多电平变换器的功率单元中,用PWM整流器替代二极管整流器,可以实现能量的双向流动;利用隔离变压器的副边漏抗代替整流器的输入电抗器,可以减少变换器的体积和成本;隔离变压器的副边绕组移相消除了由单个功率单元所引起的谐波电流,抑制了网侧谐波尤其是低次谐波的产生。在整流器控制中使用锁相环对电网的相位和频率跟踪,采用PWM整流器的PIR电流控制策略,有利于在整流器接单相逆变负载的情况下维持母线电压的稳定。给出了PWM整流器的数学模型、定向策略及PIR控制策略,通过实验验证了新型整流器及其控制策略在电机加速减速过程中能够实现能量回馈。 展开更多

关键词 移相变压器 级联型多电平变换器 PWM整流器 PIR调节器

下载PDF 职称材料

混合级联型多电平变换器的谐波分析

14

作者 丘东元 张波 潘虹 《磁性元件与电源》 2010年第10期99-103,共5页

级联型多电平变换器是一种适用于高压大功率变换的新型变换器，其中混合级联型多电平变换器能够用少量的模块单元（开关器件）实现尽可能多的电平数。本文首先研究了适用于混合型多电平变换器的两种控制策略，然后计算比较了在不吲控制... 级联型多电平变换器是一种适用于高压大功率变换的新型变换器，其中混合级联型多电平变换器能够用少量的模块单元（开关器件）实现尽可能多的电平数。本文首先研究了适用于混合型多电平变换器的两种控制策略，然后计算比较了在不吲控制策略下混合型多电平变换器输出电压波形的睹波分布，并用仿真和实验结果加以证明．最后指出了阶梯波调制法和复合调制策略各自的优越性，为混合级联型多电平变换器的没计应用提供理论依据。 展开更多

关键词 混合级联型多电平变换器 控制策略 谐波分析

原文传递

基于级联型多电平电压源型变频器 PWM 调制法的建模仿真

15

作者 段薇 《变频器世界》 2018年第11期93-96,112,共5页

本文以级联型多电平电压源型变频器为例,介绍了级联型多电平高压变频器的建模过程,首先说明了 PWM 控制脉冲模块的建立过程,通过调节脉冲模块中参考正弦调制波的频率和三角载波的调制比来改变变换器的输出电压和频率,接着介绍单个功率... 本文以级联型多电平电压源型变频器为例,介绍了级联型多电平高压变频器的建模过程,首先说明了 PWM 控制脉冲模块的建立过程,通过调节脉冲模块中参考正弦调制波的频率和三角载波的调制比来改变变换器的输出电压和频率,接着介绍单个功率单元、一相和三相不带电动机的仿真模型,并给出其相应的仿真结果,结果表明变频器输出的线电压接近正弦波。 展开更多

关键词 高压变频器 级联型多电平变换器PWM调制法 建模仿真

下载PDF 职称材料

基于级联多电平直流变换器的超级电容储能系统能量自均衡控制策略 被引量：18

16

作者 毕恺韬 安群涛 +2 位作者 段建东 凡绍桂 孙力 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1919-1928,共10页

储能系统中能量均衡控制是亟需解决的关键问题之一。针对级联多电平超级电容储能系统,提出一种能量自均衡控制策略。该策略利用超级电容荷电状态(SOC)建立半桥子模组独立电流闭环系统,使各子模组平均工作电流可根据超级电容SOC进行独立... 储能系统中能量均衡控制是亟需解决的关键问题之一。针对级联多电平超级电容储能系统,提出一种能量自均衡控制策略。该策略利用超级电容荷电状态(SOC)建立半桥子模组独立电流闭环系统,使各子模组平均工作电流可根据超级电容SOC进行独立控制。因此,在不影响系统电流响应的前提下,该策略可直接利用系统电流进行模组间能量均衡。同时,为了解决能量均衡过程中均衡速度降低的问题,设计一种基于SOC的权重系数以提升均衡速度。该策略不仅不影响储能系统稳定母线电压的能力,同时还避免外加均衡电路的使用,简化了储能系统的整体控制策略。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 超级电容能量管理系统 级联多电平直流变换器 双向DC-DC 变换器 能量自均衡控制

下载PDF 职称材料

基于电力电子变压器的优化级联多电平变换器矢量均压算法 被引量：15

17

作者 朱磊磊 杨帆 +3 位作者 聂江霖 林宏健 舒泽亮 柳明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3257-3267,共11页

级联多电平变换器由于具有较好的灵活性与易模块化使得其在电力电子牵引变压器(power electronic traction transformer,PETT)系统中得到了广泛应用。而该变换器功率单元间电压不平衡是其亟待解决的问题。针对该问题,提出一种适应于多... 级联多电平变换器由于具有较好的灵活性与易模块化使得其在电力电子牵引变压器(power electronic traction transformer,PETT)系统中得到了广泛应用。而该变换器功率单元间电压不平衡是其亟待解决的问题。针对该问题,提出一种适应于多电平变换器的空间矢量(space vector pulse width modulation,SVPWM)脉宽调制均压算法。算法以三功率单元级联变换器为例,首先构造级联变换器的矢量分布三维图并确定系统冗余矢量;其次,利用能量守恒原则以系统平均电压为基准,通过在每一时刻实时对比各个功率单元与平均电压的差异来决定下一时刻各功率单元输出电平变化趋势,且确保所变化数值最小。相比于传统矢量均压算法,所提算法不仅能均住各功率单元带不同工况负载时的直流电压,且确保功率单元的开关管动作次数与电压应力达到最小,使得开关损耗减少、系统效率与器件运行寿命提升,此外算法可计算且便于扩展。最后,通过Matlab/Simulink软件与小功率实验平台共同验证所提均压算法的正确性与可行性。 展开更多

关键词 电力电子牵引变压器 级联多电平变换器 优化的电压均衡算法 不同负载工况均压 开关管动作次数与电压应力最小

下载PDF 职称材料

载波带频率变化的PWM(VFCB-PWM)在级联有源电力滤波器中的应用 被引量：11

18

作者 孙运全 尹强 +1 位作者 盛吉 潘文婷 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期39-42,113,共5页

分析了级联H桥型变换器的工况,讨论了载波带频率变化的PWM(VFCB-PWM)技术,提出了基于VFCB-PWM技术的级联H桥型多电平变换器。利用瞬时无功功率理论,将其应用在并联型有源电力滤波器(APF)中。仿真结果表明,该并联型APF系统能够有效地补... 分析了级联H桥型变换器的工况,讨论了载波带频率变化的PWM(VFCB-PWM)技术,提出了基于VFCB-PWM技术的级联H桥型多电平变换器。利用瞬时无功功率理论,将其应用在并联型有源电力滤波器(APF)中。仿真结果表明,该并联型APF系统能够有效地补偿非线性负载引起的谐波和无功电流,性能良好。 展开更多

关键词 电力电子 载波带频率变化的PWM(VFCB-PWM) 级联H桥型多电平变换器 有源电力滤波器

下载PDF 职称材料

基于综合能源系统的固态变压器中开关器件故障特性分析与诊断 被引量：7

19

作者 桑子夏 郑旭 +2 位作者 方仍存 杨东俊 杜治 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第S01期231-240,共10页

综合能源系统是主动配电网实现能量综合管理的重要手段与工具,其可靠性与该系统中大量应用的固态变压器的可靠性直接相关。该文针对配电网固态变压器的输入级、中间级和输出级中开关器件开路故障和短路故障开展研究,并对其故障后电压和... 综合能源系统是主动配电网实现能量综合管理的重要手段与工具,其可靠性与该系统中大量应用的固态变压器的可靠性直接相关。该文针对配电网固态变压器的输入级、中间级和输出级中开关器件开路故障和短路故障开展研究,并对其故障后电压和电流畸变进行分析。以配电网固态变压器中由级联多电平变换器组成的输入级、中间级和输出级的基本工作原理及运行方式为基础,研究了其开关器件在各个故障下电压和电流的畸变,并总结其故障机理和故障特性,通过建立特定波形畸变和故障点位置与类型之间的关系,辨识开关器件故障的位置与种类。最后通过仿真对故障特性进行了验证,并提出了基于故障机理和故障特性的开关器件故障诊断方法。 展开更多

关键词 综合能源系统 固态变压器 级联多电平变换器 开路故障 短路故障 故障特性

下载PDF 职称材料

T型H桥级联多电平变换器的改进型脉宽调制策略 被引量：6

20

作者 王跃 赵文健 +1 位作者 胡耀威 陈国柱 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期87-93,共7页

针对T型H桥级联变换器的拓扑结构及其调制策略进行分析和研究,提出了基于载波移相脉宽调制(CPS-PWM)的改进型调制策略。以单极倍频CPS-PWM所得的虚拟五电平波形作为T型H桥的输出目标,结合T型H桥变换器输出不同电平时的开关模式,遵循&qu... 针对T型H桥级联变换器的拓扑结构及其调制策略进行分析和研究,提出了基于载波移相脉宽调制(CPS-PWM)的改进型调制策略。以单极倍频CPS-PWM所得的虚拟五电平波形作为T型H桥的输出目标,结合T型H桥变换器输出不同电平时的开关模式,遵循"改变最少个数开关管状态来实现输出电平改变"原则,逆向推导T型H桥变换器的PWM信号,并在此基础上给出基于T型H桥单元级联多电平变换器的调制策略。搭建了基于T型H桥级联的单相静止同步补偿器(STATCOM)样机,分析了T型H桥上、下电容均压策略,最后通过仿真和实验结果验证所提调制策略以及电容均压策略的正确性和可行性。 展开更多

关键词 T型H桥 级联多电平变换器 虚拟五电平 载波移相脉宽调制 开关模式 级联静止同步补偿器

下载PDF 职称材料