基于新型矢量选择表的电压型三电平中性点钳位整流器直接功率控制策略 被引量：13

1

作者 李宁 王跃 王兆安 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期76-89,共14页

在电压型三电平中性点钳位(NPC)整流器的控制策略中,直接功率控制(DPC)策略具有算法简单和动态性能好的优点。分析了电压型三电平NPC整流器DPC策略的基本原理,推导了系统瞬时功率与交、直流侧参数的关系,并研究了系统直流电压利用率对... 在电压型三电平中性点钳位(NPC)整流器的控制策略中,直接功率控制(DPC)策略具有算法简单和动态性能好的优点。分析了电压型三电平NPC整流器DPC策略的基本原理,推导了系统瞬时功率与交、直流侧参数的关系,并研究了系统直流电压利用率对瞬时功率的影响,提出一类新颖的三电平NPC整流器DPC策略。该策略将系统直流电压利用率分成若干区域,在每个区域中选择不同的矢量选择表对系统瞬时功率进行控制。此外,通过合理选择DPC策略矢量表对应的开关状态,解决了三电平NPC整流器直流电容电压不平衡问题。最后,针对某些直流电压利用率区间内系统瞬时无功功率存在非正常波动问题,分析其产生原因,并通过添加过渡扇区及与之对应的矢量选择表格,对系统瞬时无功功率的非正常波动进行修正。仿真和实验验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 电压型三电平中性点钳位整流器 直接功率控制策略 直流电压利用率 直流电容 电压不平衡 瞬时无功功率 非正常波动

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三电平中性点钳位整流器模型预测电流控制算法 被引量：1

2

作者 许珈宁 吴智轩 +1 位作者 田军凯 王兴电 《电源学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期29-36,共8页

将三电平中性点钳位整流器作为研究对象,以维持单位功率因数运行、减小网侧电流谐波、补偿计算时间延迟和保持直流侧电容电压平衡为研究目标,提出了一种基于在线简化的模型预测电流控制策略。该方法通过坐标变换构建α-β静止坐标系下... 将三电平中性点钳位整流器作为研究对象,以维持单位功率因数运行、减小网侧电流谐波、补偿计算时间延迟和保持直流侧电容电压平衡为研究目标,提出了一种基于在线简化的模型预测电流控制策略。该方法通过坐标变换构建α-β静止坐标系下三电平中性点钳位整流器的预测模型,结合电压空间矢量等效变换的原理,求出三电平中性点钳位整流器的参考输出电压矢量,判断其所在扇区,从而选择该扇区最优电压矢量所对应的开关状态直接作用于整流器。同时,针对该算法在实际应用中容易产生计算时间延迟现象,引入拉格朗日外推法,得到具有延时补偿的控制策略。最后,仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 三电平中性点钳位整流器 模型预测电流控制 目标函数 电压空间矢量

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一种三相双输出有源中点钳位型三电平变换器 被引量：2

3

作者 王秀云 解媛媛 +2 位作者 王汝田 刘闯 邵鑫铭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期5786-5799,5854,共15页

该文基于有源中点钳位型三电平变换器(ANPC-TLC)结构,通过每相增加两个开关管形成一种具有两组三相交流电压输出端口的双输出有源中点钳位型三电平变换器(DOANPC-TLC)拓扑。该文详细介绍DO-ANPC-TLC的拓扑结构,对其工作原理进行分析,研... 该文基于有源中点钳位型三电平变换器(ANPC-TLC)结构,通过每相增加两个开关管形成一种具有两组三相交流电压输出端口的双输出有源中点钳位型三电平变换器(DOANPC-TLC)拓扑。该文详细介绍DO-ANPC-TLC的拓扑结构,对其工作原理进行分析,研究其不同开关状态下的电流路径、输出相电压电平和各开关的电压应力。针对DO-ANPC-TLC结构特点及工作原理,应用一种双输出虚拟空间矢量脉宽调制(DO-VSVPWM)方法,能够独立控制两组交流输出,并保持直流链路电容电压平衡。为了进一步简化控制过程,研究一种基于载波的简化双输出虚拟空间矢量脉宽调制(CB-VSVPWM)策略,在器件损耗和总谐波畸变率(THD)方面,对所提出DO-ANPC-TLC的性能进行分析。实验结果验证了所提拓扑的可行性和调制策略的有效性。 展开更多

关键词 双输出 三电平变换器 有源中性点钳位 电容电压平衡 损耗分布

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适用于大功率三电平中点钳位整流器的SVPWM和DPWM策略研究 被引量：18

4

作者 高瞻 李耀华 +2 位作者 葛琼璇 赵鲁 张波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第23期4864-4876,共13页

大功率三电平中点钳位(NPC)整流器在满足网侧谐波电流限值、直流侧中点电压平衡和避免相电压两电平跳变(TLJ)的前提下,要尽可能降低开关频率。基于以上功能需求,首先分析了空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)和不连续脉冲宽度调制(DPWM)的基... 大功率三电平中点钳位(NPC)整流器在满足网侧谐波电流限值、直流侧中点电压平衡和避免相电压两电平跳变(TLJ)的前提下,要尽可能降低开关频率。基于以上功能需求,首先分析了空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)和不连续脉冲宽度调制(DPWM)的基本原理,介绍了传统的四种SVPWM开关序列和八种DPWM开关序列并对比了各自作用下的相电压波形。针对传统SVPWM相电压存在的TLJ和开关频率较高缺陷,提出两种改进型SVPWM开关序列;针对传统DPWM相电压存在的TLJ,提出两种改进型DPWM开关序列。在此基础上,该文从TLJ、开关频率、中点电压自平衡能力、谐波总畸变率(THD)和各次谐波电流含量等方面对SVPWM和DPWM的性能进行了详细分析,总结了适用于大功率三电平NPC整流器的三种SVPWM开关序列。最后搭建三电平NPC变流器样机,通过实验验证了所提出改进型开关序列的有效性。 展开更多

关键词 三电平中点钳位整流器 空间矢量调制 不连续调制 两电平跳变 降低开关频率

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基于d-q轴解耦和中点电位控制的高性能三电平NPC整流器控制方法 被引量：9

5

作者 孟永庆 沈传文 +2 位作者 刘正 季筱隆 苏彦民 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期108-113,共6页

首先建立了基于开关函数的三电平中点钳位(NPC)电压型整流器的数学模型,分析了它的工作原理。提出了一种基于d-q轴解耦和中点电位控制的高性能三电平中点钳位PWM整流器控制方法。该方法具有电流控制精度高,能够实现有功电流和无功电流... 首先建立了基于开关函数的三电平中点钳位(NPC)电压型整流器的数学模型,分析了它的工作原理。提出了一种基于d-q轴解耦和中点电位控制的高性能三电平中点钳位PWM整流器控制方法。该方法具有电流控制精度高,能够实现有功电流和无功电流的无差调节的优点,并且通过设计中点电位控制器,能够有效抑制由外部扰动和调制方法造成的中点电位的直流和低频脉动。通过系统的仿真和实验,验证了该数学模型的正确性,以及该控制方法的优异性能。 展开更多

关键词 三电平中点钳位整流器 数学模型 d-q轴解耦 中点电位控制

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三电平整流器的PFC及中点平衡控制方法 被引量：23

6

作者 张东升 张东来 +1 位作者 王陶 苏宝库 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期81-86,共6页

针对PFC输入电流的THD受电网不平衡、谐波、偏移等畸变情况影响较大的问题,提出了基于能量平衡的同步控制方法,同时引入负载电流的前馈控制,以抑制电网波动和负载扰动,提高系统的动态性能。分析了三相三电平整流器的数学模型,设计了一... 针对PFC输入电流的THD受电网不平衡、谐波、偏移等畸变情况影响较大的问题,提出了基于能量平衡的同步控制方法,同时引入负载电流的前馈控制,以抑制电网波动和负载扰动,提高系统的动态性能。分析了三相三电平整流器的数学模型,设计了一个中点电压控制数字补偿器,以抑制上下电容电压不平衡引起的中点电压波动,同时利用粒子群优化算法对中点电压平衡控制器的限幅值进行了优化设计,降低了中点电压调节对输入电流THD的影响。在所搭建的2.4kW的实验样机上,验证了控制方法的有效性,满载条件下输入电流THD<5%,中性点电压偏差小于5V。 展开更多

关键词 单位功率因数 锁相环 中性点电压平衡 三电平整流器

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一种新型两桥臂非对称三电平PWM整流器的研究 被引量：6

7

作者 孙向东 尹忠刚 +1 位作者 王建渊 钟彦儒 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第14期47-51,共5页

该文提出一种新型的两桥臂非对称三电平中性点箝位开关模式PWM整流电路拓扑,详细分析了其数学模型,深入研究了该PWM整流器的工作模式及其恒频PWM控制方法。该PWM整流器不仅在开关元件数量上减少4个开关管和6个二极管,成本较低,而且采用... 该文提出一种新型的两桥臂非对称三电平中性点箝位开关模式PWM整流电路拓扑,详细分析了其数学模型,深入研究了该PWM整流器的工作模式及其恒频PWM控制方法。该PWM整流器不仅在开关元件数量上减少4个开关管和6个二极管,成本较低,而且采用恒频PWM控制方法,数字实现简单。实验结果表明,该PWM整流器不仅能够有效地抑制注入电网的谐波,实现单位功率因数,而且还可以实现能量双向流动。 展开更多

关键词 三电平 PWM整流器 开关模式 中性点箝位

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基于SHEPWM的三电平NPC逆变器中点电位平衡控制算法 被引量：19

8

作者 张晓华 葛兴来 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期144-150,共7页

以三电平中性点钳位型(NPC)逆变器为对象,提出基于特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的中点电位平衡控制算法。首先介绍空间矢量脉宽调制中点电位平衡原理与SHEPWM开关角求解模型,然后分析三相SHEPWM波形在不同调制度下对应的开关矢量序... 以三电平中性点钳位型(NPC)逆变器为对象,提出基于特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的中点电位平衡控制算法。首先介绍空间矢量脉宽调制中点电位平衡原理与SHEPWM开关角求解模型,然后分析三相SHEPWM波形在不同调制度下对应的开关矢量序列和作用角度,基于此设计了三种冗余矢量调整方案,最后通过检测负载电流与中点电位,由中点电位滞环控制器和控制逻辑组合作用,直接对三相脉宽调制信号进行在线调整,实现中点电位平衡。实验结果表明:不同的矢量调整方案具有不同的中点电位平衡速度、平均开关频率等,但均不影响线电压的谐波消除能力;采用中点电位三级滞环控制器可兼顾中点电位平衡、波形对称、共模电压幅值,且不增加器件开关次数。 展开更多

关键词 三电平逆变器 中性点钳位 中点电位平衡 低开关频率 三相特定次谐波消除脉宽调制

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适用于直驱风力发电系统的三电平两桥臂PWM整流器控制策略 被引量：6

9

作者 尹忠刚 钟彦儒 刘静 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第19期169-174,共6页

系统分析了新型三相两桥臂三电平中性点箝位脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM)整流器的数学模型和工作模式,提出了基于空间电压矢量的恒频控制策略,并将其应用于直驱风力发电系统整流变换中。该三电平PWM整流器不仅减少了一个桥臂,成... 系统分析了新型三相两桥臂三电平中性点箝位脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM)整流器的数学模型和工作模式,提出了基于空间电压矢量的恒频控制策略,并将其应用于直驱风力发电系统整流变换中。该三电平PWM整流器不仅减少了一个桥臂,成本较低,而且控制简单。仿真结果表明,该整流器可以有效抑制注入电网的谐波,减小交流侧的电流波形畸变,实现单位功率因数控制以及能量的双向流动,适用于直驱风力发电系统。 展开更多

关键词 三电平 中性点箝位 脉宽调制整流器 直驱风力发电系统 空间电压矢量

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三相两桥臂三电平脉宽调制整流器双单输入单输出模型及控制策略(英文) 被引量：5

10

作者 尹忠刚 钟彦儒 刘静 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第24期6-12,共7页

系统分析三相两桥臂三电平中性点箝位脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的数学模型和工作模式,提出一种基于α-β静止参考坐标系的双单输入单输出模型,在两相静止坐标系中将三相两桥臂三电平PWM整流器简化为2个与传统单相升... 系统分析三相两桥臂三电平中性点箝位脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的数学模型和工作模式,提出一种基于α-β静止参考坐标系的双单输入单输出模型,在两相静止坐标系中将三相两桥臂三电平PWM整流器简化为2个与传统单相升压变换器类似的电路结构。根据空间矢量调制理论,分析各开关信号由两相静止坐标系到三相静止坐标系变换时的控制策略。该模型简化了对PWM整流器的分析,并且易于数字实现。仿真和实验结果验证了三相两桥臂三电平PWM整流器及其双单输入单输出控制策略的有效性。 展开更多

关键词 三电平 中性点箝位 脉宽调制整流器 双单输入 单输出模型 α-β静止坐标系

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一种新型三电平PWM整流器的仿真研究

11

作者 尹忠刚 钟彦儒 +1 位作者 刘静 孙向东 《西安理工大学学报》 CAS 2006年第4期373-377,共5页

针对一种新型的三相三电平中性点箝位开关模式PWM整流电路拓扑,详细分析了其数学模型,并对该PWM整流器的工作模式及其控制方法进行了深入研究。仿真结果表明,该PWM整流器不仅能够有效地抑制注入电网的谐波,减小开关管电压应力,实现单位... 针对一种新型的三相三电平中性点箝位开关模式PWM整流电路拓扑,详细分析了其数学模型,并对该PWM整流器的工作模式及其控制方法进行了深入研究。仿真结果表明,该PWM整流器不仅能够有效地抑制注入电网的谐波,减小开关管电压应力,实现单位功率因数,并且可以实现能量双向流动。 展开更多

关键词 三电平 PWM整流器 开关模式l中性点箝位

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高速磁悬浮牵引系统大功率三电平整流器特定谐波消除脉宽调制策略 被引量：11

12

作者 赵牧天 葛琼璇 +2 位作者 张波 范恩泽 朱进权 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期4180-4192,共13页

高速磁悬浮列车牵引供电系统采用大功率背靠背三电平有源中点钳位(ANPC)变流器。为在低开关频率下降低网侧电流谐波,基于三相静止坐标系的线性扩张状态观测器(LESO)和比例谐振(PR)控制,提出一种适用于大功率三电平整流器的特定谐波消除... 高速磁悬浮列车牵引供电系统采用大功率背靠背三电平有源中点钳位(ANPC)变流器。为在低开关频率下降低网侧电流谐波,基于三相静止坐标系的线性扩张状态观测器(LESO)和比例谐振(PR)控制,提出一种适用于大功率三电平整流器的特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)策略,并设计相应的死区补偿方法。高速磁悬浮列车在运行过程中,定子段换步会造成逆变侧负载剧烈变化,从而引起网侧电流的大幅度改变。考虑到SHEPWM动态性能较差,提出一种在换步阶段对离线计算的开关角进行在线修正的方法,可提高基于SHEPWM整流器闭环控制的动态调节能力。最后,利用背靠背三电平ANPC变流器实验平台进行实验,验证了SHEPWM提高网侧电流质量的优越性以及所提策略提高SHEPWM闭环控制动态性能的有效性。 展开更多

关键词 高速磁悬浮列车 三电平有源中点钳位整流器 特定谐波消除脉宽调制 线性扩张状态观测器 动态性能

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一种可实现两组串联光伏池板独立MPPT控制的三电平并网逆变器 被引量：10

13

作者 吴学智 谢路耀 +2 位作者 尹靖元 童亦斌 杨捷 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期202-208,共7页

基于一种两组光伏池板串联后利用中点钳位三电平逆变器并网发电的方法是对中点钳位式三电平并网逆变器采用零序注入与中点电位不平衡补偿的控制,在交流并网电流不会因不平衡中点电位引起畸变的前提下,可以独立调节三电平逆变器的上下组... 基于一种两组光伏池板串联后利用中点钳位三电平逆变器并网发电的方法是对中点钳位式三电平并网逆变器采用零序注入与中点电位不平衡补偿的控制,在交流并网电流不会因不平衡中点电位引起畸变的前提下,可以独立调节三电平逆变器的上下组直流电压。利用此原理,实现了两组串联光伏池板的独立最大功率点跟踪控制(MPPT),能够有效提高光伏系统的发电量。文中通过仿真和实验,验证了提出方法的有效性。 展开更多

关键词 不平衡补偿 中点钳位型 三电平变流器 零序电压 最大功率点跟踪

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电化学储能电站NPC三电平变流器仿真建模研究 被引量：5

14

作者 肖珩 李建林 +2 位作者 李雅欣 曾伟 米阳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期438-445,共8页

利用仿真软件及实验设备对中点钳位型(NPC)三电平储能变流器进行研究。首先建立1500 V高压直流储能系统,其能量密度、功率密度、系统循环效率较高,且成本和占地面积较低,正逐渐成为主流;然后建立单台NPC三电平变流器(PCS)模型,结合储能... 利用仿真软件及实验设备对中点钳位型(NPC)三电平储能变流器进行研究。首先建立1500 V高压直流储能系统,其能量密度、功率密度、系统循环效率较高,且成本和占地面积较低,正逐渐成为主流;然后建立单台NPC三电平变流器(PCS)模型,结合储能系统、滤波电路、变压器等形成电站基本结构,并将多台设备并联建立储能电站模型;最后通过dq坐标系全解耦控制策略实现对PCS输出功率的控制,从而实现与电网的功率互动。仿真和实验结果表明,储能电站可迅速切换充、放电工作状态,并准确跟踪目标功率,输出波形良好、畸变率低的并网电压,从而实现对电网的调节。 展开更多

关键词 电化学储能 变流器 仿真建模 中性点钳位 三电平

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三电平双模块并联协同特定谐波消除脉宽调制 被引量：3

15

作者 王跃 周振邦 彭赟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1425-1432,共8页

针对中压大功率并网变流器开关频率低、并网电流谐波大等问题,提出适于中性点钳位型(NPC)三电平双模块并联网侧变流器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)分频段协同控制策略.通过在低频段控制双模块各自输出谐波为零,在高频段控制并网双模块... 针对中压大功率并网变流器开关频率低、并网电流谐波大等问题,提出适于中性点钳位型(NPC)三电平双模块并联网侧变流器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)分频段协同控制策略.通过在低频段控制双模块各自输出谐波为零,在高频段控制并网双模块输出总的谐波为零,有效地提高双模块并联系统电流谐波性能.为了抑制器件死区引起的并网电流中5次、7次谐波,引入频率自适应广义积分控制器.该控制器在离散域直接设计参数,避免数字化过程导致控制器性能偏差.仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性、优越性. 展开更多

关键词 中压大功率 中性点钳位型三电平 网侧变流器 双模块并联 特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM) 分频段协同优化 谐波抑制

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A Pulse Width Modulation Scheme With Zero-sequence Voltage Injection for Single Phase Three-level NPC Rectifiers 被引量：9

16

作者 宋文胜 冯晓云 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第36期I0003-I0003,共1页

直流侧中点电位电压偏移是多电平中性点钳位型变流器的主要缺点。以单相三电平NPC整流器为研究对象，以实现直流侧中点电位无漂移为控制目标，以传统的单相三电平单极性载波脉宽调制方法为基础，首先提出一种基于零序电压分量注入的载... 直流侧中点电位电压偏移是多电平中性点钳位型变流器的主要缺点。以单相三电平NPC整流器为研究对象，以实现直流侧中点电位无漂移为控制目标，以传统的单相三电平单极性载波脉宽调制方法为基础，首先提出一种基于零序电压分量注入的载波脉宽调制算法；然后在此基础上给出基于零序电压分量极限值注入的载波脉宽调制算法；并给出这2种方法的零序电压分量的设计方案；最后，对这2种方法进行了详细的理论分析、计算机仿真和1kW样机实验对比验证。研究结果表明：所提出的2种算法都能有效实现直流侧中点电位平衡控制，其中基于零序电压分量极限值注入的载波调制算法的中点电位控制具有更快动态响应速度，且其网侧电流的高次谐波主要分布在开关频率附近；而基于零序电压分量注入的载波调制算法的网侧电流高次谐波主要分布在2倍开关频率附近。但是在一个调制信号周期内，基于零序电压分量极限值注入的载波调制算法的开关切换次数比基于零序电压分量注入的载波调制算法低25％左右。 展开更多

关键词 三电平 脉冲宽度 零序电压 单相 整流器 中性点电压 调制 直流母线

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