新型混合级联多电平换流器型静止同步补偿器的设计 被引量：11

1

作者 杜翼 江道灼 +4 位作者 林志勇 周月宾 尹瑞 王玉芬 梁一桥 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3146-3152,共7页

构建了新型混合级联多电平换流器(hybrid cascaded multilevel converter,HCMC)型静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)(即HCMC-STATCOM)的拓扑结构,并分析其工作原理,对两电平换流器直流电压和整形电路H桥子模块个... 构建了新型混合级联多电平换流器(hybrid cascaded multilevel converter,HCMC)型静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)(即HCMC-STATCOM)的拓扑结构,并分析其工作原理,对两电平换流器直流电压和整形电路H桥子模块个数进行了优化设计。为实现两电平换流器和整形电路的协调控制及电容电压稳定控制,研究了两电平换流器和整形电路的调制策略,并提出了一种有效的控制方案。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了35 k V/±100 Mvar HCMC-STATCOM仿真模型,仿真结果表明了HCMC-STATCOM拓扑结构及其工作原理的可行性和控制方案的有效性。 展开更多

关键词 混合级联多电平换流器 静止同步补偿器 拓扑结构 控制方案 建模仿真

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混合级联多电平换流器型静止同步补偿器的优化设计 被引量：7

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作者 杜翼 江道灼 +3 位作者 林志勇 尹瑞 王玉芬 梁一桥 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期88-94,共7页

研究了混合级联多电平换流器型静止同步补偿器(HCMC-STATCOM)。对两电平换流器的直流电压和整形电路的模块个数进行了优化设计;对两电平换流器和整形电路的直流电容纹波电压进行了数学建模,为电容参数设计提供了理论基础;对HCMC-STATCO... 研究了混合级联多电平换流器型静止同步补偿器(HCMC-STATCOM)。对两电平换流器的直流电压和整形电路的模块个数进行了优化设计;对两电平换流器和整形电路的直流电容纹波电压进行了数学建模,为电容参数设计提供了理论基础;对HCMC-STATCOM与链式静止同步补偿器进行了对比研究,结果表明HCMC-STATCOM能够有效减少H桥的模块数目,同时能够显著减少储能电容的容量,有利于减少装置的成本及其占地面积。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了35kV/±100Mvar的HCMC-STATCOM仿真模型,仿真结果表明了HCMC-STATCOM拓扑结构的可行性和理论分析的正确性。 展开更多

关键词 混合级联多电平换流器 静止同步补偿器 拓扑结构 参数优化 电容设计 建模 仿真

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改进型混合级联多电平有源电力滤波器的研究 被引量：15

3

作者 高东辉 杜少武 张长征 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期40-46,共7页

针对高压有源电力滤波器,为了减小有功损耗且提高补偿性能,提出一种改进型混合级联多电平拓扑结构,等效为电压源与电流源相串联。电压源由混合级联27电平变换器构成,其输出电压的基波分量与高压配电网电压相抵消,从而为电流源的运行提... 针对高压有源电力滤波器,为了减小有功损耗且提高补偿性能,提出一种改进型混合级联多电平拓扑结构,等效为电压源与电流源相串联。电压源由混合级联27电平变换器构成,其输出电压的基波分量与高压配电网电压相抵消,从而为电流源的运行提供了很低的电压环境。电流源由PWM变换器构成,其额定功率很小,IGBT开关频率较高,从而使得有源电力滤波器具有极好的补偿性能。有源电力滤波器的主要功率由开关频率50/60 Hz的方波变换器输出,从而使得有源电力滤波器的总损耗很小。理论分析与仿真结果证明了该新型拓扑结构的有效性。 展开更多

关键词 有源电力滤波器 高压 损耗 补偿性能 混合级联多电平

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混合级联多电平逆变器的改进混合调制技术 被引量：17

4

作者 叶满园 李宋 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期39-44,共6页

针对于Ⅲ型混合级联型多电平逆变器调制中,逆变器输出的相电压及线电压包含低频次谐波,以及大调制度下出现的超调问题,提出了一种改进的混合调制策略。该策略通过调制波和一对三角载对高压单元进行调制,得到高压单元输出的PWM波,再利用... 针对于Ⅲ型混合级联型多电平逆变器调制中,逆变器输出的相电压及线电压包含低频次谐波,以及大调制度下出现的超调问题,提出了一种改进的混合调制策略。该策略通过调制波和一对三角载对高压单元进行调制,得到高压单元输出的PWM波,再利用调制波与高压单元输出的PWM波的差值作为低压单元的调制波对低压单元进行调制,得到低压单元输出的PWM波。仿真与实验结果表明该策略能够消除Ⅲ逆变器输出相电压及线电压中的5次和7次低频谐波和超调现象,逆变器输出的相电压和线电压的总谐波失真(total harmonic elimination,THD)分别为14.53%和12.47%,频谱含量主要分布在2mf两侧。 展开更多

关键词 混合级联多电平逆变器 混合调制 超调 总谐波失真 频谱分析

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一种新型的混合级联多电平逆变器 被引量：6

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作者 夏华 李磊 +1 位作者 薛媛媛 徐烨 《电源学报》 CSCD 2013年第5期37-41,共5页

在中高压大功率场合级联H桥多电平逆变器受到了越来越多的关注。混合级联多电平逆变器是传统级联多电平逆变器拓扑的改进,它的直流侧电压幅值不同。混合级联多电平逆变器最大的优点是在得到相同电平数目的情况下,大大减少了独立直流电... 在中高压大功率场合级联H桥多电平逆变器受到了越来越多的关注。混合级联多电平逆变器是传统级联多电平逆变器拓扑的改进,它的直流侧电压幅值不同。混合级联多电平逆变器最大的优点是在得到相同电平数目的情况下,大大减少了独立直流电源的数目。但是,在一些应用场合,直流电源只能为一个。针对这个问题,在直流侧加入高频环节,得到了一种新型的混合级联多电平逆变器,实现了单直流电源供电,而且这种逆变器的输出电压THD较低,系统体积小。文中首先介绍了基于高频环节混合级联多电平逆变器的电路结构,分析了该结构功率分布问题,针对最近电平逼近调制策略下的输出电压低次谐波较大的问题,改进了控制方法,最后通过软件仿真验证了改进控制方法的可行性。 展开更多

关键词 高频环节 混合级联多电平 最近电平逼近调制 脉冲宽度调制

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混合级联多电平换流器最优冗余配置方法 被引量：1

6

作者 徐莹 赵鹏豪 +1 位作者 许建中 赵成勇 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第6期25-30,共6页

混合多电平换流器具备直流故障处理的能力,且使用的器件数目少,在直流架空线输电领域具有广泛的应用前景。首先在保证换流器正常运行和直流故障穿越能力的条件下,分析了HCMC中整形电路和导通开关的模块初始数目。根据器件承受应力的不同... 混合多电平换流器具备直流故障处理的能力,且使用的器件数目少,在直流架空线输电领域具有广泛的应用前景。首先在保证换流器正常运行和直流故障穿越能力的条件下,分析了HCMC中整形电路和导通开关的模块初始数目。根据器件承受应力的不同,分析了HCMC中整形电路和导通开关的重要器件的可靠性,以用于计算整形电路子模块和导通开关模块的可靠性。在保证换流器可靠性并兼顾经济性的原则下,提出HCMC中整形电路子模块和导通开关模块的冗余配置方法。最后在基于高电压大容量架空线输电系统的具体算例下,验证所提出的冗余配置方法的有效性。 展开更多

关键词 混合级联多电平换流器 整形电路 导通开关 最优冗余配置

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一种适用于高压大功率的新型混合二极管钳位级联多电平变换器 被引量：35

7

作者 丁凯 邹云屏 +2 位作者 王展 吴智超 张允 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期62-67,共6页

该文在研究传统的级联多电平、传统混合级联多电平以及二级管钳位级联多电平变换器的基础上提出了一种新型的混合二极管钳位级联多电平变换器,这种新型变换器是将具有不同直流母线电压的多个二极管钳位多电平变换器进行级联,输出电压是... 该文在研究传统的级联多电平、传统混合级联多电平以及二级管钳位级联多电平变换器的基础上提出了一种新型的混合二极管钳位级联多电平变换器,这种新型变换器是将具有不同直流母线电压的多个二极管钳位多电平变换器进行级联,输出电压是将这些变换器的输出电压进行矢量相加而合成的。通常,开关速度较快的器件(如IGBT)的耐压值和耐压值较高的器件(如GTO)的开关速度都是有局限性的,新型变换器包含高压模块和低压模块,这使得IGBT和GTO协同工作在一起成为可能。本文对三相拓扑结构进行仿真分析,从仿真结果可以看出,新型变换器可以输出更高的电压,并且输出电压和电流的波形质量也将有进一步改善。 展开更多

关键词 混合二极管钳位级联多电平变换器 高压大功率 开关器件 调制策略

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一种混合级联型多电平逆变器拓扑结构 被引量：18

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作者 饶建业 李永东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期104-109,共6页

在交流电动机调速领域,大容量多电平变换器的应用越来越广泛,为了改善系统性能,各种各样的多电平拓扑结构被提出。本文提出了一种新颖的混合级联式多电平拓扑结构,该结构将传统的H桥逆变器(主逆变器)和二极管钳位型三电平逆变器(从逆变... 在交流电动机调速领域,大容量多电平变换器的应用越来越广泛,为了改善系统性能,各种各样的多电平拓扑结构被提出。本文提出了一种新颖的混合级联式多电平拓扑结构,该结构将传统的H桥逆变器(主逆变器)和二极管钳位型三电平逆变器(从逆变器)结合起来,串联为电动机供电,而这其中仅仅只有主逆变器需要电压源。这种新型的拓扑结构由于增加了从逆变器作为辅助单元用于能量存储,可以提高系统的效率,一定程度上实现电动机的四象限运行。相比传统的H桥逆变器,该拓扑可以减少输入电压源的数目;当电动机以稳定速度运行时,从逆变器可以为负载提供无功能量。该拓扑结构在电力机车和大型舰船推进系统等领域有着广泛的应用前景。 展开更多

关键词 混合级联型多电平 逆变器 电动机驱动 超级电容

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基于直流储能的15电平混合级联变换器调制策略比较 被引量：5

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作者 周思璇 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期43-51,共9页

多电平级联变换器由H桥子模块串联而成。将3个H桥子模块级联而成的传统级联7电平变换器的直流储能供电电压之比从1:1:1改为4:2:1,可得到一种改进版基于直流储能的15电平混合级联变换器。针对此调制策略进行研究,提出了一种新的适用于由... 多电平级联变换器由H桥子模块串联而成。将3个H桥子模块级联而成的传统级联7电平变换器的直流储能供电电压之比从1:1:1改为4:2:1,可得到一种改进版基于直流储能的15电平混合级联变换器。针对此调制策略进行研究,提出了一种新的适用于由直流储能装置供电的多电平变换器开关角度的算法。基于Saber仿真软件,分别应用阶梯波调制、PWM以及部分PWM 3种不同的调制策略进行验证和比较。最终,基于不加任何滤波器的输出电压总谐波失真、低次谐波分量以及该变换器开关损耗方面的仿真结果进行了对比,并对相应的调制策略进行了探讨。 展开更多

关键词 混合级联多电平变换器 阶梯波调制 脉宽调制(PWM) 部分PWM 谐波

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混合H桥级联多电平逆变器改进PD调制策略 被引量：17

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作者 叶满园 康力璇 潘涛 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期71-78,共8页

混合级联H桥多电平逆变器拓扑结构在采用常用的混合调制策略进行控制时存在电流倒灌和能量反馈的问题,在部分调制比区间内甚至会出现高压单元输出功率回馈到低压单元的现象,当低压单元直流侧电压由不控整流桥提供时会使得直流母线电容... 混合级联H桥多电平逆变器拓扑结构在采用常用的混合调制策略进行控制时存在电流倒灌和能量反馈的问题,在部分调制比区间内甚至会出现高压单元输出功率回馈到低压单元的现象,当低压单元直流侧电压由不控整流桥提供时会使得直流母线电容电压上升。为解决该问题,文中提出一种基于改进载波层叠调制的控制方法,其中,高压H桥单元采用方波与三角载波相结合的方法,低压H桥单元采用改进PD调制的方法,对混合频率下所得脉冲进行了重新的逻辑运算与组合,该方法既能解决电流倒灌和能量回馈的问题,还能使两单元之间的输出功率分配也得到了改善。最后进行了仿真和实验结果验证。 展开更多

关键词 混合级联H桥多电平逆变器 调制策略 电流倒灌 能量回馈 逻辑运算

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混合H桥级联多电平逆变器功率均衡控制方法 被引量：16

11

作者 叶满园 肖云煌 +1 位作者 康翔 宋平岗 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期54-61,共8页

针对于传统混合级联H桥多电平逆变器混合调制控制存在电流倒灌和功率不均衡等问题,通过详细分析和比较各种混合级联H桥多电平逆变器混合调制策略,提出一种阶梯波和载波混合调制的功率均衡控制方法,理论分析了各个H桥单元输出电压基波幅... 针对于传统混合级联H桥多电平逆变器混合调制控制存在电流倒灌和功率不均衡等问题,通过详细分析和比较各种混合级联H桥多电平逆变器混合调制策略,提出一种阶梯波和载波混合调制的功率均衡控制方法,理论分析了各个H桥单元输出电压基波幅值与输出有功功率的关系,给出了混合级联H桥多电平逆变器输出电压基波幅值关于调制度的函数曲线和输出相电压的谐波失真曲线。最后通过仿真和实验验证了该方法能够在解决电流倒灌问题的同时实现混合级联H桥多电平逆变器各个H桥单元的功率均衡。 展开更多

关键词 混合级联H桥多电平逆变器 电流倒灌 功率均衡

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基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法

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作者 王立乔 严江涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期137-146,共10页

考虑到传统的多电平变流器调制算法不能简单应用于各种新型多电平变流器拓扑结构,提出了基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法。该算法首先确定与实际变流器电平数相同的等价变流器和目标波形,再通过编-译码确定原始工... 考虑到传统的多电平变流器调制算法不能简单应用于各种新型多电平变流器拓扑结构,提出了基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法。该算法首先确定与实际变流器电平数相同的等价变流器和目标波形,再通过编-译码确定原始工作波形和实际工作波形的逻辑关系,使实际变流器获得与目标波形一致的输出波形。以混合级联多电平变流器为例,对该调制算法进行了理论分析、仿真和试验验证。仿真和试验结果表明基于目标波形与逻辑编-译码的多电平变流器通用调制算法,具有不依赖于具体拓扑结构的通用性,算法简单且容易实现,适用于各种结构的多电平变流器。 展开更多

关键词 多电平变流器 通用调制算法 目标波形与逻辑编-译码 混合级联多电平变流器

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带储能单元的新型多电平逆变器及其控制算法 被引量：6

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作者 饶建业 李永东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期103-109,共7页

为了提高高压大容量变频器的性能,各式新型多电平变换器拓扑结构纷纷被提出。本文将传统的二极管钳位型三电平结构(从逆变器)与H桥级联型结构(主逆变器)相结合,提出了一种带储能单元的新型混合多电平逆变器拓扑结构。在该拓扑中,只有主... 为了提高高压大容量变频器的性能,各式新型多电平变换器拓扑结构纷纷被提出。本文将传统的二极管钳位型三电平结构(从逆变器)与H桥级联型结构(主逆变器)相结合,提出了一种带储能单元的新型混合多电平逆变器拓扑结构。在该拓扑中,只有主逆变器是需要电源供电的,而从逆变器则不需要电源供电,其母线直接连接在悬浮的超级电容上。从逆变器可以作为能量存储装置,实现电机制动能量的存储再利用,提高系统的效率;在动态过程中,悬浮电容的电压可以通过一定的控制算法始终保持稳定。本文通过仿真和初步的实验验证了该拓扑及其控制算法的可行性。该拓扑结构有着广泛的应用前景,尤其是在电力机车和舰船推进等需要频繁启制动的独立电源系统中。 展开更多

关键词 混合级联型多电平逆变器 能量管理控制 超级电容

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混合不对称CHB倍频调制策略的研究 被引量：3

14

作者 叶满园 吴韩 +1 位作者 田东蕾 陈乐 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期131-138,共8页

针对混合不对称级联H桥(CHB)多电平逆变器产生的电流倒灌和输出电压谐波特性较差的问题,本文提出了一种基于LS-PWM的倍频调制策略,对混合频率调制下所得脉冲进行了逻辑重组,消除了两单元极性不一致的情况,改善了相电压频谱分布情况,使... 针对混合不对称级联H桥(CHB)多电平逆变器产生的电流倒灌和输出电压谐波特性较差的问题,本文提出了一种基于LS-PWM的倍频调制策略,对混合频率调制下所得脉冲进行了逻辑重组,消除了两单元极性不一致的情况,改善了相电压频谱分布情况,使得主要低次谐波以2N倍数次为中心分布,从而降低了混合CHB逆变器输出电压低次谐波含量,提升了逆变器输出电能的质量。最后通过仿真研究和实验验证证实了所提方法的正确性。 展开更多

关键词 混合不对称级联H桥多电平逆变器 倍频调制 逻辑重组 低次谐波 电流倒灌 电能质量

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基于最小能量补偿控制的微网动态电压恢复器 被引量：7

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作者 黄永红 徐俊俊 孙玉坤 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期128-136,共9页

针对目前微网在并网运行模式下或由并网向孤岛运行模式切换中出现的短时电压扰动问题,建立了适合于微网不同运行模式下的动态电压恢复器(DVR)模型。微网中DVR以传统的混合级联H桥多电平逆变器拓扑结构为主体框架,采用一种改进的逆变器... 针对目前微网在并网运行模式下或由并网向孤岛运行模式切换中出现的短时电压扰动问题,建立了适合于微网不同运行模式下的动态电压恢复器(DVR)模型。微网中DVR以传统的混合级联H桥多电平逆变器拓扑结构为主体框架,采用一种改进的逆变器最小能量补偿控制策略,该方法物理意义明确,数学推导清晰,在确定DVR最小注入功率角时简洁方便,并能够进一步减少DVR在工作时的能量消耗,延长补偿时间;DVR以微网中自带的风电机组-蓄电池为直流储能单元,降低运行成本;当微网运行于孤岛模式下,DVR工作在微电源方式,可以减少主网的电能供给,提高DVR设备的利用率,实现节能减排。算例仿真结果说明了所提DVR模型的可行性。 展开更多

关键词 微网 动态电压恢复器 短时电压扰动 混合级联H桥多电平逆变器 最小能量补偿控制

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