基于改进载波移相SPWM的链式STATCOM电容电压平衡控制策略 被引量：10

1

作者 刘正富 徐政 刘为群 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期54-58,共5页

介绍了传统载波移相SPWM及脉冲循环换位调制策略,指出了上述方法由于级联H逆变桥的电路参数及损耗差异等因素,无法真正实现链式STATCOM的电容电压平衡。笔者通过对传统载波移相SPWM调制策略进行改进,提出了一种新的链式STATCOM电容电压... 介绍了传统载波移相SPWM及脉冲循环换位调制策略,指出了上述方法由于级联H逆变桥的电路参数及损耗差异等因素,无法真正实现链式STATCOM的电容电压平衡。笔者通过对传统载波移相SPWM调制策略进行改进,提出了一种新的链式STATCOM电容电压平衡控制策略,分析了该策略的基本原理与实现过程。通过PSCAD/EMTDC对该控制策略进行了仿真,结果说明,该策略可以很好地实现电容电压的平衡,而且对上层控制、装置的谐波特性不会产生影响。 展开更多

关键词 链式STATCOM 改进的载波移相spwm 直流电容电压平衡 H逆变桥 脉冲分配

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载波移相SPWM开关频率的选取 被引量：16

2

作者 袁志昌 宋强 刘文华 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期37-41,共5页

载波移相正弦脉冲宽度调制(SPWM)应用于高压大容量链式多电平逆变器场合时,若载波频率太低,各载波初相位对输出电压相位影响较大,可能造成链式逆变器各单相桥输出电压基波初相位存在明显差异,引起电容电压不平衡。推导了载波移相SPWM输... 载波移相正弦脉冲宽度调制(SPWM)应用于高压大容量链式多电平逆变器场合时,若载波频率太低,各载波初相位对输出电压相位影响较大,可能造成链式逆变器各单相桥输出电压基波初相位存在明显差异,引起电容电压不平衡。推导了载波移相SPWM输出电压的数学表达式,分析了低开关频率下输出电压的谐波特性及其对逆变器运行的影响,提出应选择较高的载波频率。数字仿真和物理实验结果表明,在一相串联桥数大于4时,选择高于300Hz的载波频率,可保证各桥输出电压初相位差异小于0.5°,对电容电压的影响可忽略。 展开更多

关键词 载波移相 spwm 链式多电平逆变器 静止同步补偿器 开关频率

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规则采样对载波移相SPWM输出基波相位滞后的影响 被引量：13

3

作者 袁志昌 宋强 刘文华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期107-112,共6页

载波移相SPWM具有高度的实时性,非常适合输出电压需要快速变化的场合。本文讨论了载波移相SPWM应用于诸如STATCOM、DTSTACOM等高压大容量逆变器场合可能遇到的一个实际问题:载波移相SPWM在数字化实现中通常需要按照规则采样的方法计算... 载波移相SPWM具有高度的实时性,非常适合输出电压需要快速变化的场合。本文讨论了载波移相SPWM应用于诸如STATCOM、DTSTACOM等高压大容量逆变器场合可能遇到的一个实际问题:载波移相SPWM在数字化实现中通常需要按照规则采样的方法计算开关角度,规则采样的原理决定了载波移相SPWM输出电压相位必然落后参考波一定的相位。本文分析了这一现象形成的机理,以三电平规则采样PS-SPWM为例推导了滞后相位的计算公式,通过数值仿真和物理样机试验验证了分析结论以及计算方法的正确性。最后,针对规则采样PS-SPWM应用于链式STATCOM时可能遇到的问题提出解决方案,可供工程应用参考。 展开更多

关键词 载波移相spwm 规则采样 链式多电平逆变器 静止同步补偿器

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基于载波自由度的改进载波移相PWM技术 被引量：8

4

作者 叶满园 陈乐 康力璇 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期134-142,共9页

载波移相(CPS-PWM)应用于级联H桥型(CHB)多电平逆变器时,虽然各级联单元具有功率均衡的特点,但输出电压的直流电压利用率较低,且低调制度时谐波性能比较差。针对这2个问题,提出一种改进的CPS-PWM调制技术,该调制技术基于载波形状自由度... 载波移相(CPS-PWM)应用于级联H桥型(CHB)多电平逆变器时,虽然各级联单元具有功率均衡的特点,但输出电压的直流电压利用率较低,且低调制度时谐波性能比较差。针对这2个问题,提出一种改进的CPS-PWM调制技术,该调制技术基于载波形状自由度,利用改进的载波代替原CPS-PWM中的三角形载波进行调制,通过状态空间平均法计算出在改进后的载波下逆变器输出电压的基波幅值和各个级联单元的输出电压,并和逆变器在CPS-PWM技术下的输出电压对比分析,改进的CPS-PWM技术可以显著地提高输出电压的直流电压利用率,改善低调制度的谐波性能,且和CPS-PWM技术一样,各级联单元输出功率能够实现自然均衡。该调制技术以CHB型五电平逆变器为例,通过实验、仿真验证了该技术的正确性。 展开更多

关键词 CHB多电平逆变器 改进载波移相PWM 直流电压利用率 功率均衡 谐波分析

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并联型三相PWM变换器双载波SPWM环流抑制策略 被引量：11

5

作者 刘清 罗安 +1 位作者 肖华根 周娟 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3121-3127,共7页

三相PWM变换器并联以及载波移相的使用能够显著增大变流器的容量并提高交流侧的电能质量,但直接并联会使系统内部产生环流,从而导致变换器损耗增加甚至系统崩溃。通过分析模块并联系统零序环流产生的原理,得出环流大小与零序开关状态相... 三相PWM变换器并联以及载波移相的使用能够显著增大变流器的容量并提高交流侧的电能质量,但直接并联会使系统内部产生环流,从而导致变换器损耗增加甚至系统崩溃。通过分析模块并联系统零序环流产生的原理,得出环流大小与零序开关状态相关,从而提出了一种双载波正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制方法,通过对开关状态的调整来实现抑制环流。该方法不需要增加额外的硬件,具有动态响应快、环流抑制效果好等优点。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 三相PWM变换器 并联模块 载波移相 环流 双载波 spwm

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基于载波移相控制的高功率密度双降压式全桥逆变器 被引量：11

6

作者 谢江华 张方华 +2 位作者 张帅 陈菲 雷鸣 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第13期1-9,共9页

双降压式全桥逆变器(DBFBI)因不存在桥臂直通、直流利用率高而且可实现续流二极管的最优选取,所以具有可靠性高和变换效率高方面的优势。但是,DBFBI具有四个滤波电感,体积重量较大,限制了其在高功率密度场合的应用。将载波移相SPWM(CPS-... 双降压式全桥逆变器(DBFBI)因不存在桥臂直通、直流利用率高而且可实现续流二极管的最优选取,所以具有可靠性高和变换效率高方面的优势。但是,DBFBI具有四个滤波电感,体积重量较大,限制了其在高功率密度场合的应用。将载波移相SPWM(CPS-SPWM)的控制方法应用到DBFBI中,该控制方式下,输出滤波电感等效工作频率是开关频率的两倍,有效地减小了滤波电感的体积和重量。此外,在电感电流半个周期内高频状态时只有两个开关管工作,有效地降低了逆变器的开关损耗。详细地分析了该控制方式下环流产生的原因,通过从原有的4个滤波电感中分离出一个共用的滤波电感(CFI),有效地减小了环流损耗,并且给出了滤波电感的具体的设计过程。最后将剩余的四个滤波电感两两耦合,进一步提高了磁心的利用率。实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 双降压式全桥逆变器 载波移相spwm 环流 滤波电感 耦合电感

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基于级联STATCOM的CPS-SPWM脉冲相移技术 被引量：12

7

作者 靳艳 黄晶晶 +1 位作者 同向前 高亮 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期120-125,共6页

载波移相SPWM(CPS-SPWM)技术作为级联H桥静止无功补偿器(STATCOM)最常用的调制方法,对级联H桥STATCOM输出电压精度、实时性等性能有着重要的影响。通过分析对比CPS-SPWM技术的三种脉冲生成方法—自然采样法、对称规则采样法以及不对称... 载波移相SPWM(CPS-SPWM)技术作为级联H桥静止无功补偿器(STATCOM)最常用的调制方法,对级联H桥STATCOM输出电压精度、实时性等性能有着重要的影响。通过分析对比CPS-SPWM技术的三种脉冲生成方法—自然采样法、对称规则采样法以及不对称规则采样法,提出基于不对称规则采样的CPS-SPWM脉冲相移技术,以解决传统CPS-SPWM技术在级联H桥数较多时DSP控制复杂、FPGA硬件资源不足等问题。与传统CPS-SPWM技术的仿真对比表明,当级联H桥数目较多时,所设计方法能够在保证STATCOM输出特性的基础上,有效减少硬件资源,简化了电路设计,更便于工程应用。 展开更多

关键词 载波移相spwm 级联H桥 静止无功补偿器 不对称规则采样法 脉冲相移技术

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基于控制载波自由度的级联H桥逆变器改进型PWM技术 被引量：11

8

作者 叶满园 任威 +2 位作者 李宋 魏麒文 宋桂智 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期3010-3021,共12页

随着级联H桥(CHB)多电平逆变器输出电压与功率等级的增加,提高载波移相脉宽调制(CPS-PWM)策略下直流侧电压利用率以及改善低调制度时谐波性能比较差的问题具有重要的意义。通过对正弦波脉宽调制(SPWM)以及梯形波脉宽调制(TPWM)原理及输... 随着级联H桥(CHB)多电平逆变器输出电压与功率等级的增加,提高载波移相脉宽调制(CPS-PWM)策略下直流侧电压利用率以及改善低调制度时谐波性能比较差的问题具有重要的意义。通过对正弦波脉宽调制(SPWM)以及梯形波脉宽调制(TPWM)原理及输出电压特性的分析,该文提出一种基于控制载波自由度的改进型CPS-PWM策略,该策略基于移相载波自由度,通过周期性的循环改变三角载波的排列方式,利用改进的多载波代替原CPS-SPWM中的三角形载波进行调制,从而可以显著地提高输出电压的直流电压利用率;又能在实现各级联单元功率均衡的条件下,降低输出电压总畸变率,有效地改善低调制度时的谐波性能,且各单元开关频率和损耗相同,同时各开关管工作应力也相同,因此提高了系统的可靠性。该文给出改进型CPS-PWM策略输出电压基波幅值和功率均衡分析,同时列举三种策略并进行比较,并对该文所提策略进行仿真与实验的验证。 展开更多

关键词 级联H桥多电平逆变器 改进型载波移相PWM 总谐波畸变率 直流电压利用率

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CPS-SPWM在模块组合多电平变换器中的应用 被引量：11

9

作者 孙浩 杨晓峰 +1 位作者 支刚 郑琼林 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期131-136,共6页

模块组合多电平变换器(MMC)是一种新的拓扑结构,MMC的输出波形为多电平,有效降低了开关器件的物理开关频率和开关损耗;MMC所特有的模块化结构使其设计灵活,利于普及.本文分析了MMC的结构和工作原理,研究了载波移相脉宽调制技术(Carrier ... 模块组合多电平变换器(MMC)是一种新的拓扑结构,MMC的输出波形为多电平,有效降低了开关器件的物理开关频率和开关损耗;MMC所特有的模块化结构使其设计灵活,利于普及.本文分析了MMC的结构和工作原理,研究了载波移相脉宽调制技术(Carrier Phase-Shifted SP-WM,CPS-SPWM)在MMC中的应用特点,在此基础上提出了CPS-SPWM在MMC中的具体实现方法,仿真结果表明基于CPS-SPWM的MMC具有较大的传输带宽和较高的等效开关频率,有效抑制和消除了低次谐波,CPS-SPWM是一种适合于MMC的调制技术. 展开更多

关键词 载波移相spwm 模块化 多电平变换器 信号分配

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通用SPWM发生器的实现及脉冲竞争消除新方法 被引量：4

10

作者 王跃 杨昆 +1 位作者 杨华 陈国柱 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2087-2093,共7页

为实现载波移相(CPS)正弦脉冲宽度调制(SPWM)策略在级联配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)中的应用,设计基于现场可编程门阵列(FPGA)芯片的载波移相通用多路SPWM发生器,载波频率、级联数可通过上位机进行选择.介绍通用多路SPWM发生器的设... 为实现载波移相(CPS)正弦脉冲宽度调制(SPWM)策略在级联配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)中的应用,设计基于现场可编程门阵列(FPGA)芯片的载波移相通用多路SPWM发生器,载波频率、级联数可通过上位机进行选择.介绍通用多路SPWM发生器的设计原理、硬件结构及其通用性设计方法.针对大功率级联多电平逆变器较低器件开关频率时SPWM调制存在的脉冲竞争现象,分析产生机理并采用在三角波的升、降半周期内限制PWM信号翻转次数的新方法予以消除.在10kV/2MVar的DSTATCOM装置上进行验证实验,实验结果证明所设计SPWM发生器准确、可靠以及脉冲竞争消除新方法的优越性. 展开更多

关键词 载波移相spwm 级联DSTATCOM 现场可编程门阵列芯片(FPGA) spwm发生器 脉冲竞争

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链式DSTATCOM分相封装建模及实时数字仿真研究 被引量：2

11

作者 朱静 王弋飞 +3 位作者 雷颖 魏泉 殷晓刚 李侠 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期78-83,共6页

为了克服RTDS处理器计算能力受到小步长网络节点限制的局限性,采用分相封装的思想搭建了星形结构级联H桥多电平DSTATCOM小步长网络模型。首先,分析了链式DSTATCOM工作原理;其次,建立了星形结构链式DSTATCOM的数学模型;最后,结合载波移相... 为了克服RTDS处理器计算能力受到小步长网络节点限制的局限性,采用分相封装的思想搭建了星形结构级联H桥多电平DSTATCOM小步长网络模型。首先,分析了链式DSTATCOM工作原理;其次,建立了星形结构链式DSTATCOM的数学模型;最后,结合载波移相SPWM调制技术,仿真研究了链式DSTATCOM在不同工况下的运行结果,验证了链式DSTATCOM小步长网络模型的正确性。 展开更多

关键词 链式DSTATCOM 模块化多电平换流器 小步长建模 载波移相spwm

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模块组合型多电平变换器的控制策略 被引量：17

12

作者 杨晓峰 孙浩 +1 位作者 支刚 郑琼林 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期128-132,共5页

对模块组合型多电平变换器(MMC)的脉冲调制策略和电压控制策略进行了理论分析和实验研究,建立了MMC系统的数学模型,在此基础上提出一种适用于MMC特点的载波移相SPWM控制策略和电压控制策略,无需额外的硬件电路,即可实现对MMC功率单元直... 对模块组合型多电平变换器(MMC)的脉冲调制策略和电压控制策略进行了理论分析和实验研究,建立了MMC系统的数学模型,在此基础上提出一种适用于MMC特点的载波移相SPWM控制策略和电压控制策略,无需额外的硬件电路,即可实现对MMC功率单元直流电容电压良好的稳压和均衡控制效果.通过一台三电平MMC实验样机的实验结果,分析了其稳态和静态工作特性,验证了控制策略的有效性. 展开更多

关键词 多电平变换器 模块化 功率单元 载波移相spwm 数学模型

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一种新型四象限级联型多电平逆变器拓扑 被引量：14

13

作者 吴凤江 赵克 +1 位作者 孙力 张云 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期81-86,共6页

传统级联型多电平逆变器无法实现能量双向流动。提出一种可四象限运行的新型级联型多电平逆变器拓扑。将PWM整流器与传统H桥逆变器相结合,进而实现了级联型逆变器的四象限运行。提出一种限频式电流滞环控制方法,以获得优良的输入电流控... 传统级联型多电平逆变器无法实现能量双向流动。提出一种可四象限运行的新型级联型多电平逆变器拓扑。将PWM整流器与传统H桥逆变器相结合,进而实现了级联型逆变器的四象限运行。提出一种限频式电流滞环控制方法,以获得优良的输入电流控制特性;将载波移相SPWM技术引入到级联型逆变器,有效减小了输出电压电流谐波。对单相三单元逆变器拓扑进行了实验验证。所提出的逆变器拓扑具有输入电流波形近似正弦,无需移相变压器,自动实现能量的双向流动等优点。仿真和实验结果证明了该拓扑的正确性和可行性。 展开更多

关键词 级联型逆变器 四象限 PWM整流器 载波移相spwm

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1140V链式静止同步补偿器关键技术的研究 被引量：6

14

作者 曹雪祥 赵万云 +2 位作者 徐天然 翟福军 史丽萍 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2013年第3期62-66,共5页

基于级联H桥逆变器拓扑结构,将载波移相SPWM技术应用于链式静止同步补偿器(STAT-COM)系统中,有效地改善交流侧输出电压特性。同时,在低开关频率下,可以获得较高的输出电压等级,降低自身的电压谐波成分。此外,结合反馈解耦控制理论,重点... 基于级联H桥逆变器拓扑结构,将载波移相SPWM技术应用于链式静止同步补偿器(STAT-COM)系统中,有效地改善交流侧输出电压特性。同时,在低开关频率下,可以获得较高的输出电压等级,降低自身的电压谐波成分。此外,结合反馈解耦控制理论,重点研究电流环参数的变化对STATCOM系统特性的影响,并搭建低压1140V链式STATCOM试验平台,给出实际应用中最优PI参数控制范围,证实了STATCOM具有调节速度快、补偿效果好等优点。 展开更多

关键词 载波移相spwm技术 静止无功补偿器 反馈解耦控制 最优PI参数控制 低压1140V

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基于三次谐波电流注入的AAMC电容电压均衡策略 被引量：13

15

作者 薛英林 徐政 王峰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期104-111,共8页

介绍了新型桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)的拓扑结构和基本原理。该拓扑包括两个关键部分,即由绝缘栅双极型晶体管串联组成的导通开关和全桥子模块级联而成的整形电路。拓扑结构具有模块数量少、无环流、可处理直流故障等优点,但电容... 介绍了新型桥臂交替导通多电平换流器(AAMC)的拓扑结构和基本原理。该拓扑包括两个关键部分,即由绝缘栅双极型晶体管串联组成的导通开关和全桥子模块级联而成的整形电路。拓扑结构具有模块数量少、无环流、可处理直流故障等优点,但电容电压平衡是其亟待解决的难点之一。为解决该问题,提出了采用三次谐波电流注入以实现电容电压均衡的具体策略。具体实现过程分为两步:首先,通过换流变压器阀侧中性点和直流侧分裂电容构成能量回馈通路,然后设计了开环控制器控制三次谐波电流大小来保证整形电路总体能量变化均衡;其次,利用改进载波移相调制方法,对整形电路内部子模块进行能量再分配,该方法根据调制波与参考波比较得到需要投入模块的数量,并基于电流和模块电压监测结果触发相应的子模块。在PSCAD/EMTDC平台上建立了每桥臂10个子模块的AAMC模型,仿真结果验证本文所提电容电压均衡策略的有效性。 展开更多

关键词 桥臂交替导通换流器 三次谐波电流注入 能量平衡 改进载波移相调制 子模块 电容电压均衡控制

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电力电子变压器高压级的综合控制及其DSP实现 被引量：4

16

作者 赵刚 卢子广 杨达亮 《电测与仪表》 北大核心 2016年第4期51-56,共6页

为了使电力电子变压器适应配电网高压大功率场合,文章采用了高压级H桥级联低压级H桥并联的电路结构,该结构可以提高系统的电压等级和电流等级。文中主要对系统的工作原理、拓扑结构进行了分析,研究了高压级的控制策略。MATLAB/Simulink... 为了使电力电子变压器适应配电网高压大功率场合,文章采用了高压级H桥级联低压级H桥并联的电路结构,该结构可以提高系统的电压等级和电流等级。文中主要对系统的工作原理、拓扑结构进行了分析,研究了高压级的控制策略。MATLAB/Simulink仿真验证了本方案的可行性。最后用MOSFET开关管IRFP460自制H桥搭建实验平台,采用32位定点DSP处理器TMS320F2812实现对高压级的综合控制。实验结果表明,该系统可以实现H桥均压,单位功率因数运行和实时无功补偿等功能,具有良好的动静态响应性能。 展开更多

关键词 电力电子变压器 级联H桥 载波移相spwm技术 DSP

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