多电平电流源变流器研究综述 被引量：11

1

作者 严干贵 钟诚 苑春明 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期1940-1947,共8页

由于自身结构的特点,多电平电流源变流器非常适合应用于超导储能、电动汽车充电桩等低电压大电流充电场合,具有良好的发展前景。总结了国内外多电平电流源变流器的研究现状,归纳了多电平电流源变流器的常用拓扑及各自优缺点;总结了基波... 由于自身结构的特点,多电平电流源变流器非常适合应用于超导储能、电动汽车充电桩等低电压大电流充电场合,具有良好的发展前景。总结了国内外多电平电流源变流器的研究现状,归纳了多电平电流源变流器的常用拓扑及各自优缺点;总结了基波调制、载波调制、空间矢量调制和特定谐波消除调制4类常用调制方法的特点,分析了载波交换、调制波自适应修改和动态冗余矢量分配3类电感电流均衡控制方法。最后,提出了一些尚待深入研究的问题,供读者参考。 展开更多

关键词 多电平电流源变流器 拓扑 调制 电流均衡 综述

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面向微网群的多端口电流源变流器共模电压抑制仿真 被引量：4

2

作者 王浩 何晋伟 贾宏杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期74-79,110,共7页

研究了一种基于电流源的多端口变换器,并将其应用于微网群的互联。针对微网群系统共模电压较高,易造成电机绝缘损坏、电磁干扰、通信故障、保护误动作等问题,提出一种改进的综合空间矢量调制策略。首先,对零矢量的冗余开关状态进行优选... 研究了一种基于电流源的多端口变换器,并将其应用于微网群的互联。针对微网群系统共模电压较高,易造成电机绝缘损坏、电磁干扰、通信故障、保护误动作等问题,提出一种改进的综合空间矢量调制策略。首先,对零矢量的冗余开关状态进行优选,抑制零矢量作用产生的共模电压尖峰。然后,研究变流器不同矢量排序方案对系统共模电压的影响,提出一种优选的排序策略,进一步降低无序的矢量排列造成的共模电压尖峰。最后,在MATLAB/Simulink环境下搭建含多端口电流源的微网群仿真模型,并针对所提综合调制策略进行仿真分析,结果证明了该调制策略的可行性和对共模电压抑制的有效性。 展开更多

关键词 微网群 电流源变流器 共模电压抑制 空间矢量调制

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面向独立供电系统的四桥臂电流源变流器3D-SVPWM方法 被引量：5

3

作者 杨智彭 何晋伟 王成山 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期145-153,共9页

针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)方法,并将其应用于三相四线制独立... 针对传统电流源变流器的调制方法无法实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且会有较高的共模电压的问题,提出了一种三相四桥臂电流源变流器的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)方法,并将其应用于三相四线制独立供电系统。首先,定义了三维电流空间矢量,分析了不同电流空间矢量对应的共模电压。其次,提出了判断参考矢量所在四面体的方法。然后,通过优化空间矢量顺序,提出一种低开关动作次数下有效减小共模电压的空间矢量顺序。最后,实验表明所提3D-SVPWM方法能够实现三相四桥臂电流源变流器在不平衡负载下的三相电压平衡控制,且能有效降低共模电压。 展开更多

关键词 三维空间矢量脉宽调制 三相四桥臂变流器 电流源变流器 共模电压

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单相多电平电流源变流器混合调制与控制技术 被引量：2

4

作者 姚钢 李俊刚 周荔丹 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期1300-1307,共8页

针对较低级联数的多电平电流源变流器,为减小开关损耗和降低谐波分量,引入一种基于低频与高频混合调制策略的单相多电平电流源变流器的拓扑。低频单元由共享直流电流源的m个H桥子模块级联,各子模块平均分配直流源能量,采用最近电平调制... 针对较低级联数的多电平电流源变流器,为减小开关损耗和降低谐波分量,引入一种基于低频与高频混合调制策略的单相多电平电流源变流器的拓扑。低频单元由共享直流电流源的m个H桥子模块级联,各子模块平均分配直流源能量,采用最近电平调制;低频单元用来消除最近电平调制单元输出阶梯波中的谐波分量,采用脉宽调制;该方法综合了最近电平调制和脉宽调制的优点。对所提拓扑的工作原理、均流算法及混合调制策略进行了深入分析,并进行相应的仿真和实验验证。仿真和实验结果表明所引入拓扑能显著的降低谐波含量,同时减小开关损耗,由此验证了所提拓扑和控制方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 多电平电流源变流器 混合调制 排序算法 均流 消谐波

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基于电流源变流器的永磁同步电机驱动系统全状态变量预测转矩控制 被引量：25

5

作者 李昱 郭宏 +2 位作者 平朝春 王晓辉 张祯滨 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期15-26,共12页

电流源变流器输出电压平滑、具有天然短路保护能力,在长电缆驱动、中压驱动等场景得到广泛应用。电流源变流器的输出滤波电容与电机的电磁动力学方程构成二阶系统,存在天然的谐振频率,易失稳,因此对控制器的设计提出了严峻挑战。该文深... 电流源变流器输出电压平滑、具有天然短路保护能力,在长电缆驱动、中压驱动等场景得到广泛应用。电流源变流器的输出滤波电容与电机的电磁动力学方程构成二阶系统,存在天然的谐振频率,易失稳,因此对控制器的设计提出了严峻挑战。该文深入地分析了被控对象的数学模型,在不考虑控制变量和状态变量约束的条件下,理论上求解了可实现电磁转矩的无差拍控制的输入电压值,以此作为滤波电容电压的参考值。在此基础上,充分利用模型预测控制多目标全局优化的能力,将dq轴电流、输出电容电压和开关惩罚项包含在一个统一的代价函数中,提出一种计及全状态变量的预测转矩控制策略。所提的全状态变量预测转矩控制可有效抑制滤波电容和定子电感之间的能量振荡。在此基础上,通过理论分析和大量仿真数据获取采样频率和开关惩罚项权系数的设计准则,通过选取合理的开关惩罚项权系数,可实现开关频率和稳态控制性能的优化设计。最后,通过硬件在环(HiL)对所提控制策略进行了验证。测试结果表明,全变量预测转矩控制稳态转矩脉动小;在动态转换过程中,转矩响应速度快。 展开更多

关键词 电流源变流器 直接预测转矩控制 永磁同步电机 大功率驱动

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大功率并联电流源变流器五电平特定谐波消除法 被引量：4

6

作者 史维硕 张昌浩 +2 位作者 韩俊飞 李强 何晋伟 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期167-175,共9页

随着电压和功率等级的不断提高,并联电流源拓扑被广泛应用于中压大功率电流源系统的扩容。为解决并联电流源系统中直流桥臂电流不均衡和共模电压过高这2个问题,提出了一种应用于大功率并联电流源的五电平特定谐波消除(5L-SHE)调制方法,... 随着电压和功率等级的不断提高,并联电流源拓扑被广泛应用于中压大功率电流源系统的扩容。为解决并联电流源系统中直流桥臂电流不均衡和共模电压过高这2个问题,提出了一种应用于大功率并联电流源的五电平特定谐波消除(5L-SHE)调制方法,同时实现了直流桥臂电流的均衡控制和共模电压的抑制,并且保证了在较低开关频率下并网电流的电能质量。首先,按照脉宽调制(PWM)电流模长的不同将开关状态进行分类,并计算每个开关状态所对应的共模电压大小;其次,在分析冗余开关状态对直流桥臂电流均流影响的基础上建立了均流控制策略;再次,以共模电压较低的开关状态构建5L-SHE波形,并依据均流策略对冗余开关状态进行合理挑选。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 并联电流源变流器 特定谐波消除 均流控制 共模电压抑制 调制

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一种新型的电流源型变流器PWM控制策略及其在超导磁储能装置中的应用 被引量：38

7

作者 彭晓涛 程时杰 +1 位作者 王少荣 唐跃进 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第22期60-66,共7页

超导磁储磁能(SMES)装置的超导磁体通过变流器与电网连接,为了减小装置向系统注入的谐波电流,各种改进的脉宽调制(PWM)技术被用于变流器的控制。该文分别用正弦波和三角波作为调制和载波信号,提出一种可用于电流源型变流器的实时电流控... 超导磁储磁能(SMES)装置的超导磁体通过变流器与电网连接,为了减小装置向系统注入的谐波电流,各种改进的脉宽调制(PWM)技术被用于变流器的控制。该文分别用正弦波和三角波作为调制和载波信号,提出一种可用于电流源型变流器的实时电流控制的新型PWM开关策略,并在此基础上研究了能够按照系统要求对电流源型SMES独立地进行有功和无功功率四象限调节的实时功率控制方法。仿真结果表明,该开关策略不仅能够快速改变变流器交流侧电流的幅值和相位,有效降低变流器交流侧电流中的谐波含量,而且能够提高SMES装置的功率响应特性。同时该方法还具有控制策略简单,工程实现容易的特点。 展开更多

关键词 脉宽调制 超导磁储能 电流源型变流器 实时控制 功率调节

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基于DSP和CPLD的三相电流源型变流器 被引量：10

8

作者 王付胜 刘小宁 潘胜明 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2005年第4期26-29,共4页

本文介绍了一种基于DSP和CPLD的三相电流源型变流器。并介绍了一种单位功率因数控制算法,该控制算法应用三值逻辑PWM开关信号和一个简单的反馈控制策略,既可以保证整流桥直流侧电流很好地跟踪给定值和低纹波,又能够实现整流桥网侧的单... 本文介绍了一种基于DSP和CPLD的三相电流源型变流器。并介绍了一种单位功率因数控制算法,该控制算法应用三值逻辑PWM开关信号和一个简单的反馈控制策略,既可以保证整流桥直流侧电流很好地跟踪给定值和低纹波,又能够实现整流桥网侧的单位功率因数和低谐波污染。文中对主回路、控制算法及基于DSP和CPLD的控制系统做了详细的介绍。在此基础上本文还设计了一个1.0KW的实验样机对控制算法进行实验验证,实验结果与理论分析能够很好地吻合。 展开更多

关键词 电流源型变流器 三值逻辑PWM 控制算法 功率因数 谐波 DSP CPLD 实验样机

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基于参数在线辨识的电流源型变流器状态监测及自适应控制 被引量：12

9

作者 蔡富裕 郭文勇 +1 位作者 赵闯 肖立业 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第18期67-77,119,共12页

电感、电容等无源器件的老化及其造成的参数漂移是引起变流器故障和并网电流质量变差的重要原因。为了实现对电流源型变流器中滤波器元件老化状况的在线监测并实时优化并网电流质量,文中提出了一种参数在线辨识的方法,有效地实现了电流... 电感、电容等无源器件的老化及其造成的参数漂移是引起变流器故障和并网电流质量变差的重要原因。为了实现对电流源型变流器中滤波器元件老化状况的在线监测并实时优化并网电流质量,文中提出了一种参数在线辨识的方法,有效地实现了电流源型变流器并网滤波器参数的在线辨识,实现了健康状态的在线监测。同时根据参数辨识结果实时优化电流源型变流器闭环控制中的虚拟电阻参数,实现了对谐振的最优阻尼。为了验证该方法的有效性,开展了基于超导储能应用的仿真和实验研究。研究结果表明,该参数辨识方法可以有效地在线辨识滤波元件的参数,而基于参数辨识的自适应有源阻尼控制策略可以有效地改善有源谐振阻尼的性能,降低并网电流的谐波畸变率。 展开更多

关键词 状态监测 可靠性 电流质量 参数在线辨识 有源阻尼 电流源型变流器

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大功率电流源型PWM AC-DC变流器建模与解耦控制 被引量：5

10

作者 余勇 张兴 刘正之 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期45-48,共4页

在建立电流源型 PWM变流器稳态数学模型的基础上 ,分析了系统的耦合关系 ,提出了一种基于小偏量线性化的前馈解耦控制方案。依据该方案设计前馈解耦控制器 ,削弱系统耦合关系 ,将电流源型 PWM变流器这一两输入两输出的耦合系统改造成两... 在建立电流源型 PWM变流器稳态数学模型的基础上 ,分析了系统的耦合关系 ,提出了一种基于小偏量线性化的前馈解耦控制方案。依据该方案设计前馈解耦控制器 ,削弱系统耦合关系 ,将电流源型 PWM变流器这一两输入两输出的耦合系统改造成两个近似独立的单输入单输出系统 ,实现了在工作点附近分别控制系统直流电流 Id 和系统功率因数角 这一控制思想 ,尽量避免或减少不同工作点之间相互过渡过程中的振荡。仿真试验证实了这种前馈解耦控制方案的正确性以及在改善系统速度、稳定等方面的优越性。 展开更多

关键词 电流源型PWM变流器 稳态数学模型 AC—DC变流器 建模 解耦控制 电力系统 电网

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电流源-电压源变流器混合并联独立供电系统的分布式功率控制 被引量：8

11

作者 何晋伟 王坤放 +3 位作者 王瑞琪 张伟 韩俊飞 刘宗杰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第23期12-22,共11页

针对电流源型变流器和电压源型变流器共同支撑的混合型独立微电网,提出了一种适用于电流源-电压源变流器混合系统支撑独立微电网功率控制的新型下垂控制策略。其中,电压源型变流器仍采用传统的P-f、Q-V下垂控制,而电流源型变流器通过虚... 针对电流源型变流器和电压源型变流器共同支撑的混合型独立微电网,提出了一种适用于电流源-电压源变流器混合系统支撑独立微电网功率控制的新型下垂控制策略。其中,电压源型变流器仍采用传统的P-f、Q-V下垂控制,而电流源型变流器通过虚拟电流矢量在电压定向轴方向的投影来模拟有功电流的大小;无功电流是基于电压源无功下垂控制的对偶性,结合dq轴物理量之间的耦合特性,通过d轴电压计算得到,在不需要检测无功功率的基础上实现了无功功率的分布式控制。电流源仅通过电流环路便可实现和电压源之间合理的功率分配。通过建立小信号模型,对系统的稳定性进行了分析。最后,通过仿真验证了所提控制策略和参数设计的有效性。 展开更多

关键词 功率控制 下垂控制 微电网 电流源型变流器 电压源型变流器

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基于电流源型变流器的新型海上风电场组网系统 被引量：1

12

作者 陈岩 衷新平 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2017年第3期29-37,共9页

由于海上风电场的特殊性,传统基于电压源型变流器的风电场组网系统存在成本高、需要海上变电站的问题。针对该问题,提出一种基于电流源型变流器的新型海上风电场组网系统,该系统基于级联组网模式,机侧变流器和网侧变流器分别位于海上和... 由于海上风电场的特殊性,传统基于电压源型变流器的风电场组网系统存在成本高、需要海上变电站的问题。针对该问题,提出一种基于电流源型变流器的新型海上风电场组网系统,该系统基于级联组网模式,机侧变流器和网侧变流器分别位于海上和陆地,由直流链路连接,该组网系统不需要成本昂贵和体积较大的海上变电站;其次,针对网侧变流器,设计一种带直流电流调节的有功和无功功率解耦控制方案,该控制方案无需使用远程通信链路就可以实现直流电流最小化控制。最后,通过仿真分析和实验结果验证了所提出控制方案的有效性。 展开更多

关键词 海上风电场 电流源型变流器 电压源型变流器 电流控制

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含多变流器的微电网建模与稳定性分析 被引量：27

13

作者 马添翼 金新民 黄杏 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期12-17,共6页

传统电力系统稳定性分析主要针对发电机进行建模,而微电网的稳定性分析需基于变流器进行建模,这种本质的区别使微电网必须重新确立适用于其稳定性分析的模型。文中根据变流器的控制特性将其划分为电压源和电流源2种类型,采用状态空间法... 传统电力系统稳定性分析主要针对发电机进行建模,而微电网的稳定性分析需基于变流器进行建模,这种本质的区别使微电网必须重新确立适用于其稳定性分析的模型。文中根据变流器的控制特性将其划分为电压源和电流源2种类型,采用状态空间法建立了基于多变流器微电网的小信号模型,并通过节点功率计算法计算了其自治系统表达式,采用计算自治系统根轨迹的方法得到了微电网中参数与稳定性的关系。通过对比微电网系统时域仿真结果与文中的稳定性分析结果,说明了所建立模型的正确性。 展开更多

关键词 微电网(微网) 电压源型变流器 电流源型变流器 下垂特性 PQ控制 小信号模型 稳定性

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支撑微电网和配电网灵活潮流调节的电流源型多端口互联变流器控制技术

14

作者 李树鹏 李振斌 +3 位作者 刘亚丽 梁海深 王坤放 何晋伟 《电源学报》 2025年第4期233-241,共9页

为了实现多个微电网之间的功率互济、电压频率支撑和储能电池荷电状态SOC(state-of-charge)的协同控制,提出了一种适用于微网群互联的多端口电流源型互联变流器。通过将微网群的平均SOC引入中央控制器的有功指令控制环路,并在环路中加... 为了实现多个微电网之间的功率互济、电压频率支撑和储能电池荷电状态SOC(state-of-charge)的协同控制,提出了一种适用于微网群互联的多端口电流源型互联变流器。通过将微网群的平均SOC引入中央控制器的有功指令控制环路,并在环路中加入容量权重因子,实现了多种工况下3个微电网储能SOC的动态均衡。此外,考虑到SOC调整过程中可能出现的微电网频率越限情况,提出了一种兼顾微电网频率性能的SOC-频率协同控制策略,在实现微网群SOC均衡的基础上,保证频率运行在规定范围内。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。 展开更多

关键词 电流源型变流器 多端口互联变流器 SOC均衡控制 微电网

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面向低压大容量直流供电的混合型AC/DC接口变流器解耦控制 被引量：2

15

作者 王坤放 何晋伟 +3 位作者 董增波 杨士慧 杨鹏 李倩 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期5133-5141,共9页

为解决传统基于电流源型整流器(currentsourcerectifier,CSR)的两级式高降压比电力电子变换设备中存在的多控制目标之间的耦合问题,在所提出的相控电流源型整流器和输入串联输出并联LLC-DC/DC变换器相结合的混合型拓扑结构基础上,通过... 为解决传统基于电流源型整流器(currentsourcerectifier,CSR)的两级式高降压比电力电子变换设备中存在的多控制目标之间的耦合问题,在所提出的相控电流源型整流器和输入串联输出并联LLC-DC/DC变换器相结合的混合型拓扑结构基础上,通过建立考虑系统直流环节电感电容的小信号模型,提出了一种在较低自由度下可同时实现交流侧功率因数和输出直流电压调节的解耦控制方法。通过绘制系统的根轨迹,分析了系统解耦前后控制参数对系统稳定性的影响。最后,通过RT-Lab半实物仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 交直流微电网 电流源型变流器 AC/DC变流器 低压直流供电 解耦控制

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一种新型的单级功率因数校正AC/DC变换器的设计 被引量：8

16

作者 杜志勇 王鲜芳 冯星辉 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2010年第15期110-113,共4页

在研究三相Buck变换器和正反激变换电路基本原理的基础上,设计了一种新颖的单级高频隔离式功率因数校正电路。通过对电路的拓扑结构分析,建立了相应的数学模型。应用三值逻辑PWM开关信号、坐标变换和电压闭环控制实现了单位功率因数校正... 在研究三相Buck变换器和正反激变换电路基本原理的基础上,设计了一种新颖的单级高频隔离式功率因数校正电路。通过对电路的拓扑结构分析,建立了相应的数学模型。应用三值逻辑PWM开关信号、坐标变换和电压闭环控制实现了单位功率因数校正,并从理论角度证明该数学模型和控制策略的合理性。通过仿真实验,进一步证明该设计能使输出电压稳定,输入电流接近正弦波,且电流和电压同相位,功率因数近似为1。 展开更多

关键词 电流源型变流器 三值逻辑PWM 控制算法 单级功率因数校正

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一种新型单级三相Buck变换器的设计

17

作者 杜志勇 王鲜芳 宋守云 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期721-725,共5页

在研究正反激变换电路和三相Buck变换器基本原理的基础上,设计了一种新颖的单级高频隔离式三相PWM变换器。通过对电路的拓扑结构分析,建立了相应的数学模型。应用三值逻辑PWM开关信号、坐标变换和电压闭环控制实现了单位功率因数校正,... 在研究正反激变换电路和三相Buck变换器基本原理的基础上,设计了一种新颖的单级高频隔离式三相PWM变换器。通过对电路的拓扑结构分析,建立了相应的数学模型。应用三值逻辑PWM开关信号、坐标变换和电压闭环控制实现了单位功率因数校正,并从理论角度证明该数学模型和控制策略的合理性。通过仿真实验,进一步验证了该设计方法的有效性。 展开更多

关键词 电流源型变流器 三值逻辑PWM 控制算法 单级功率因数校正

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