模块化多电平直流变压器(modular multilevel DC transformer, MMDCT)作为直流电网中的关键设备,承担了直流电压变换、功率传输和电气隔离的功能,而其稳定运行需要对众多级联的子模块采取电压均衡控制。针对现有方法无法简单可靠地实现...模块化多电平直流变压器(modular multilevel DC transformer, MMDCT)作为直流电网中的关键设备,承担了直流电压变换、功率传输和电气隔离的功能,而其稳定运行需要对众多级联的子模块采取电压均衡控制。针对现有方法无法简单可靠地实现宽电压增益范围和全功率运行工况时的子模块电容电压平衡问题,提出了一种桥臂内子模块电容均压的控制方法。该方法通过改变各子模块驱动脉冲占空比的方式实现类两电平调制,基于不同占空比的驱动脉冲向子模块电容进行电荷量不等的充电控制,并根据电容电压的排序来确定相应子模块驱动脉冲的占空比,进而实现子模块电压均衡。所提方法使得MMDCT能够运行在宽电压增益范围和全功率运行工况下,且具有无需实时检测桥臂电流、计算量少等优点。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提均压方法的可行性和有效性。展开更多
将一种新型MMC的拓扑结构应用于静止同步补偿器(STATCOM),与传统MMC相比,在相同子模块数量时能多一个电平输出。介绍了该新型MMC的拓扑结构,分析了其输出N+2电平的原理,得到了MMC的等效电路;以STATCOM补偿无功电流和三相不平衡电流为目...将一种新型MMC的拓扑结构应用于静止同步补偿器(STATCOM),与传统MMC相比,在相同子模块数量时能多一个电平输出。介绍了该新型MMC的拓扑结构,分析了其输出N+2电平的原理,得到了MMC的等效电路;以STATCOM补偿无功电流和三相不平衡电流为目的,设计了相应的指令电流获取策略;采用直接电流跟踪控制策略;为保证MMC子模块直流电容电压恒定,采用电压分层控制策略,能量均分控制保证每相子模块电容电压之和恒定,电压均衡控制保证每相中各子模块电容电压均衡;采用载波移相PWM策略。最后在PSCAD/EMTDC软件中,搭建了三相10k V 8电平的STATCOM,仿真结果验证了控制策略的有效性。展开更多
针对传统背靠背三电平变换器成本高、体积大、结构复杂等问题,文中提出一种新型双端口三电平变换器拓扑,通过器件复用方式减少开关器件数量,优化系统结构。首先,详细分析所提新型拓扑的工作原理,给出单相桥臂的6种有效开关状态、电流流...针对传统背靠背三电平变换器成本高、体积大、结构复杂等问题,文中提出一种新型双端口三电平变换器拓扑,通过器件复用方式减少开关器件数量,优化系统结构。首先,详细分析所提新型拓扑的工作原理,给出单相桥臂的6种有效开关状态、电流流通路径及对应双端口输出电平,并对各开关器件的电压应力进行分析。其次,研究并设计一种适用于该新型拓扑的载波层叠脉宽调制策略,加入直流偏移量以避免调制波重合产生的影响。然后,进一步分析该策略在同频与异频工作模式下的调制度范围、相角差约束等关键问题,给出各工作模式下直流偏移量选取原则及两端口调制度约束范围。最后,基于DSP-FPGA-Typhoon HIL 402实验平台对不同工作模式进行验证。实验结果表明,在实现所提新型拓扑双端口电压电流稳定输出的前提下,加入直流偏移量的载波层叠脉宽调制策略使得变换器输出的电能质量良好,谐波含量低。展开更多
文摘模块化多电平直流变压器(modular multilevel DC transformer, MMDCT)作为直流电网中的关键设备,承担了直流电压变换、功率传输和电气隔离的功能,而其稳定运行需要对众多级联的子模块采取电压均衡控制。针对现有方法无法简单可靠地实现宽电压增益范围和全功率运行工况时的子模块电容电压平衡问题,提出了一种桥臂内子模块电容均压的控制方法。该方法通过改变各子模块驱动脉冲占空比的方式实现类两电平调制,基于不同占空比的驱动脉冲向子模块电容进行电荷量不等的充电控制,并根据电容电压的排序来确定相应子模块驱动脉冲的占空比,进而实现子模块电压均衡。所提方法使得MMDCT能够运行在宽电压增益范围和全功率运行工况下,且具有无需实时检测桥臂电流、计算量少等优点。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提均压方法的可行性和有效性。
文摘将一种新型MMC的拓扑结构应用于静止同步补偿器(STATCOM),与传统MMC相比,在相同子模块数量时能多一个电平输出。介绍了该新型MMC的拓扑结构,分析了其输出N+2电平的原理,得到了MMC的等效电路;以STATCOM补偿无功电流和三相不平衡电流为目的,设计了相应的指令电流获取策略;采用直接电流跟踪控制策略;为保证MMC子模块直流电容电压恒定,采用电压分层控制策略,能量均分控制保证每相子模块电容电压之和恒定,电压均衡控制保证每相中各子模块电容电压均衡;采用载波移相PWM策略。最后在PSCAD/EMTDC软件中,搭建了三相10k V 8电平的STATCOM,仿真结果验证了控制策略的有效性。
文摘针对传统背靠背三电平变换器成本高、体积大、结构复杂等问题,文中提出一种新型双端口三电平变换器拓扑,通过器件复用方式减少开关器件数量,优化系统结构。首先,详细分析所提新型拓扑的工作原理,给出单相桥臂的6种有效开关状态、电流流通路径及对应双端口输出电平,并对各开关器件的电压应力进行分析。其次,研究并设计一种适用于该新型拓扑的载波层叠脉宽调制策略,加入直流偏移量以避免调制波重合产生的影响。然后,进一步分析该策略在同频与异频工作模式下的调制度范围、相角差约束等关键问题,给出各工作模式下直流偏移量选取原则及两端口调制度约束范围。最后,基于DSP-FPGA-Typhoon HIL 402实验平台对不同工作模式进行验证。实验结果表明,在实现所提新型拓扑双端口电压电流稳定输出的前提下,加入直流偏移量的载波层叠脉宽调制策略使得变换器输出的电能质量良好,谐波含量低。
