级联H桥

摘要： 三次谐波补偿策略可有效解决单相级联H桥光伏并网逆变器的功率不平衡问题,但在电网电压畸变下易发生并网电流畸变。针对这一问题,提出一种电流谐波抑制环来消除电网电压畸变所带来的影响,并降低电网电流畸变率。分析了电网电压畸变导致电流畸变的机理原因,在此基础上,提出了将并网电流中的谐波成分作为控制对象,实时反馈至系统中,通过闭环控制实现对电流谐波成分的抑制。该电流谐波抑制环不改变原有的控制策略,只是作为额外的补充环节。仿真和实验结果表明,所提控制策略可大幅降低逆变器在电网电压畸变时的电流畸变率,证明了该控制策略的有效性和可行性。

摘要： 高压电机配用高压变频器具有较大的节能性和高效性,已有广泛应用。级联H桥多电平变频器采用模块化设计理念,通过多个相同的低压变换单元级联起来实现高压及大功率的功能,且变频器输出电流谐波较小。极相调制感应电机可以将传统三相电机的控制方法和极相调制模式结合起来,使电机转矩和转速范围得到扩展。为此介绍一种级联H桥多电平变频器拖动极相调制感应电机变频起动和调速,该电机的定子绕组可配置为9相4极和3相12极。通过仿真验证了级联H桥多电平变频器能够满足极相调制感应电机的变频调速性能和极相调制矢量控制性能,可为新能源发电、船舶推进、工业传动等高压大功率领域提供技术保障。

摘要： 针对级联H桥静止同步补偿器中H桥模块单开关故障,设计了一种不依赖于辅助元件的纯软件新型容错运行方案。通过傅里叶级数分析和计算,优化了特定谐波消除脉宽调制算法,同时调高H桥模块的直流电压至原来的2N(/2N-1)倍。在平衡采样周期内,根据电容电压值和静止同步补偿器的工作模式,调节H桥模块的平均有功功率。利用级联H桥静止同步补偿器样机进行了故障容错运行实验测试,结果显示,在检测并定位到绝缘栅双极型晶体管故障后,静止同步补偿器通过升高H桥模块直流电压可恢复至额定容量,并实现了静止同步补偿器最大平衡线电压,且无直流偏置,同时维持了直流电压平衡,故障前后电流总谐波失真保持基本一致。测试结果验证了所设计级联H桥静止同步补偿器容错控制方案的有效性。

摘要： 电力电子变压器(PET)包含大量电力电子器件,其子模块故障率相对较高,严重影响了供电可靠性。为提高级联H桥型PET的可靠性及容错能力,针对级联H桥的结构及运行特点,提出了一种双子模块公共冗余结构。该结构通过双向开关切换阵列灵活切换2个冗余子模块之间的连接方式,能够在PET内部任意单子模块和双子模块故障情况下实现备用功能。基于该新型冗余结构,提出相应的容错控制策略及运行模式切换逻辑,并对比了PET采用不同冗余结构时的运行可靠性和制造成本。

摘要： 针对非理想电网电压条件下造成的级联H桥光伏逆变器并网电流畸变、低次谐波含量高等问题,主要对中压直挂型级联H桥储能变流器在非理想电网条件下的控制策略进行研究。首先分析介绍了三相级联H桥储能变流器的拓扑结构以及数学模型,其次建立了电网电压处于不平衡以及谐波污染时基于准比例积分谐振(Proportional integral-harmonic resonance,PI-HR)调节器的同步旋转坐标系下双电流闭环控制系统,给出了具体的控制结构框图,并从系统的稳定性考虑,以系统的相位裕度、幅值裕度、基频增益作为稳定性约束条件,联合建立了对控制器参数的约束方程,构建了比较系统完整的控制器参数设计方法。最后搭建了一套三相级联H桥多电平储能变流器系统的Matlab/Simulink仿真模型,通过仿真分析验证了所设计控制策略的正确性和有效性。

摘要： 电力电子变压器是柔性直流配电网的关键设备,其高频特征导致仿真步长小,在多有源桥等场合下其详细电磁暂态仿真效率依然较低,需要进行提速。文中提出了一种级联H桥型多有源桥电力电子变压器简化电磁暂态等效模型,分析了多有源桥的结构特征。对于级联H桥慢变电路,采用开关函数模型划分电路状态;对于多有源桥快变电路,以广义状态空间平均法为基础,实现傅里叶分解并保留关键次谐波特征的等效。此外,提出了不同级联方式下端口电气值处理方法,在保留精度的前提下提升仿真加速比。在PSCAD/EMTDC中实现了输入串联输出并联型多有源桥电力电子变压器的详细模型和简化等效模型建模。仿真结果表明,与详细模型相比,简化电磁暂态等效模型具有相似的精度和更高的效率。

摘要： 有功功率回流是级联H桥型光伏并网逆变器在电网不对称跌落故障条件下固有的问题,可能导致系统没有平衡运行点,H桥直流母线电压持续增大,逆变器因过电压保护而停机脱网。为此,该文以电网故障发生率最高的单相短路故障为研究目标,回顾现有控制方法,并定量地分析其局限性——在电网电压跌落较深且光伏阵列输出功率较低的工作场景下无法避免有功回流。在此基础上,提出一种适用于级联模块化中压光伏发电系统在单相短路故障条件下的有功功率回流抑制策略,根据光伏阵列实际输出的有功功率将系统的运行划分为两个区域,通过合理地设计系统的调制度,并在不同的运行区域内采用不同的控制方法,能够提高级联H桥光伏并网逆变器对不同的输出功率以及不同电网跌落深度的适应性,以改善系统的故障穿越能力。最后,通过实验验证了所提控制策略的有效性和可行性。

摘要： 电力电子变压器(power electronic transformer,PET)由级联H桥(cascaded H-bridge,CHB)和双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器级联组成,当发生负载突变时,PET的高、低压直流母线电压存在较大波动,无法迅速达到平衡。为了解决此问题,提出一种适用于级联系统的负载电流前馈控制策略。该策略由DAB级和CHB级的负载电流前馈2部分组成。前者是通过低压侧负载电流计算得到DAB级的补偿移相角,后者则考虑级联系统的输入输出功率守恒,将负载电流直接前馈到CHB级。同时,考虑到CHB级电流内环的延迟,CHB整流级采用一阶微分与功率均衡相结合的电流前馈控制策略。所提控制策略只需要采样低压直流母线负载电流,极大程度地节约了系统成本,且操作简单,易于实现。仿真和Starsim实验验证了所提控制方法的正确性和有效性。

摘要： 在风力发电中,风电场电力汇集系统与大电网耦合会引发高频谐振问题并影响电网电能质量,深入研究电网阻抗频率特性具有重要意义。基于主动干预法,向公共连接点注入一定扰动电流,提出了一种风电网宽频带谐波阻抗测量装置解决方案。此方案采用三相级联H桥变流器作为谐波发生单元,控制部分采用分层控制策略。在100~5000 Hz时,向风电场35 kV公共母线注入不同频率的谐波电流,通过测量注入点处的电压、电流数据,进而获得风电场35 kV端口输入阻抗。提出的测量装置无需整流环节,能够发出幅值和频率均可控的正负序谐波电流,可以获得准确的正/负序谐波阻抗,具有体积小、结构简单、控制可靠的优点。最后详细的Matlab仿真全面验证了系统拓扑及控制策略的有效性。

摘要： 级联H桥光伏并网逆变器受输入功率的影响,功率大的单元易出现过调制现象,进而诱发并网电流畸变。为此提出了一种新型谐波补偿控制策略。通过引入适当的3、5次谐波至过调制单元中,以保持其调制波峰值始终为1;同时引入反向的谐波至剩余各单元中,以抵消过调制单元中引入的谐波成分。与传统3次谐波补偿法相比,所提控制策略使逆变器过调制能力提高了33.55%,进一步扩宽了其稳定域运行范围。在各单元输入功率极度不平衡时,系统仍可稳定运行。通过仿真和实验证明了所提控制策略的可行性和有效性。

摘要： 电动汽车储能单元控制性的优劣对其运行、经济有着至关重要影响.而现有的车载储能单元一般都是由电池体串联构成,为了获得可用于机驱动的所需压等级,电池串联规模很大,出于安全性的考虑需要为储能单元配置昂贵、复杂的电池管理系统,以实现对动力电池的精准、快速控制.利用本文所提出的基于级联H桥的储能单元控制电路及相关均衡策略对动力电池进行充放电管理,可将原本复杂的大规模串联池组动态均压问题简化为对各分立电池模块的电压排序.由于组成各分立电池模块的单体串联个数大幅减少,因此可显著降低管理系统的成本.同时,储能单元的模块化也提高了整车系统可靠性和安全性,整车控制器可以随时切除发生故障的分立电池模块,实现系统的降额、不停机运行.本文对所提出储能单元控制电路拓扑结构及均衡控制算法进行了详细的分析和仿真,仿真结果验证了该新型拓扑及控制算法的有效性.

摘要： 电动汽车储能单元控制性的优劣对其运行、经济有着至关重要影响.而现有的车载储能单元一般都是由电池体串联构成,为了获得可用于机驱动的所需压等级,电池串联规模很大,出于安全性的考虑需要为储能单元配置昂贵、复杂的电池管理系统,以实现对动力电池的精准、快速控制.利用本文所提出的基于级联H桥的储能单元控制电路及相关均衡策略对动力电池进行充放电管理,可将原本复杂的大规模串联池组动态均压问题简化为对各分立电池模块的电压排序.由于组成各分立电池模块的单体串联个数大幅减少,因此可显著降低管理系统的成本.同时,储能单元的模块化也提高了整车系统可靠性和安全性,整车控制器可以随时切除发生故障的分立电池模块,实现系统的降额、不停机运行.本文对所提出储能单元控制电路拓扑结构及均衡控制算法进行了详细的分析和仿真,仿真结果验证了该新型拓扑及控制算法的有效性.

摘要： 电动汽车储能单元控制性的优劣对其运行、经济有着至关重要影响.而现有的车载储能单元一般都是由电池体串联构成,为了获得可用于机驱动的所需压等级,电池串联规模很大,出于安全性的考虑需要为储能单元配置昂贵、复杂的电池管理系统,以实现对动力电池的精准、快速控制.利用本文所提出的基于级联H桥的储能单元控制电路及相关均衡策略对动力电池进行充放电管理,可将原本复杂的大规模串联池组动态均压问题简化为对各分立电池模块的电压排序.由于组成各分立电池模块的单体串联个数大幅减少,因此可显著降低管理系统的成本.同时,储能单元的模块化也提高了整车系统可靠性和安全性,整车控制器可以随时切除发生故障的分立电池模块,实现系统的降额、不停机运行.本文对所提出储能单元控制电路拓扑结构及均衡控制算法进行了详细的分析和仿真,仿真结果验证了该新型拓扑及控制算法的有效性.

摘要： 电动汽车储能单元控制性的优劣对其运行、经济有着至关重要影响.而现有的车载储能单元一般都是由电池体串联构成,为了获得可用于机驱动的所需压等级,电池串联规模很大,出于安全性的考虑需要为储能单元配置昂贵、复杂的电池管理系统,以实现对动力电池的精准、快速控制.利用本文所提出的基于级联H桥的储能单元控制电路及相关均衡策略对动力电池进行充放电管理,可将原本复杂的大规模串联池组动态均压问题简化为对各分立电池模块的电压排序.由于组成各分立电池模块的单体串联个数大幅减少,因此可显著降低管理系统的成本.同时,储能单元的模块化也提高了整车系统可靠性和安全性,整车控制器可以随时切除发生故障的分立电池模块,实现系统的降额、不停机运行.本文对所提出储能单元控制电路拓扑结构及均衡控制算法进行了详细的分析和仿真,仿真结果验证了该新型拓扑及控制算法的有效性.

摘要： 电动汽车储能单元控制性的优劣对其运行、经济有着至关重要影响.而现有的车载储能单元一般都是由电池体串联构成,为了获得可用于机驱动的所需压等级,电池串联规模很大,出于安全性的考虑需要为储能单元配置昂贵、复杂的电池管理系统,以实现对动力电池的精准、快速控制.利用本文所提出的基于级联H桥的储能单元控制电路及相关均衡策略对动力电池进行充放电管理,可将原本复杂的大规模串联池组动态均压问题简化为对各分立电池模块的电压排序.由于组成各分立电池模块的单体串联个数大幅减少,因此可显著降低管理系统的成本.同时,储能单元的模块化也提高了整车系统可靠性和安全性,整车控制器可以随时切除发生故障的分立电池模块,实现系统的降额、不停机运行.本文对所提出储能单元控制电路拓扑结构及均衡控制算法进行了详细的分析和仿真,仿真结果验证了该新型拓扑及控制算法的有效性.

摘要： 传统级联H桥型变流器广泛应用于中压变频领域,网侧需要经多绕组移相变压器与电网相连从而满足并网谐波要求,而这种变压器复杂、笨重,增加了系统的体积与成本.本文提出了一种新型调制方法,该调制方法可以用普通的多绕组变压器取代移相变压器,提高变流器系统的等效开关平频率,改善变流器的谐波性能,降低损耗,提高系统效率.基于Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型,通过仿真分析验证了调制算法的正确性.

摘要： 传统级联H桥型变流器广泛应用于中压变频领域,网侧需要经多绕组移相变压器与电网相连从而满足并网谐波要求,而这种变压器复杂、笨重,增加了系统的体积与成本.本文提出了一种新型调制方法,该调制方法可以用普通的多绕组变压器取代移相变压器,提高变流器系统的等效开关平频率,改善变流器的谐波性能,降低损耗,提高系统效率.基于Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型,通过仿真分析验证了调制算法的正确性.

摘要： 传统级联H桥型变流器广泛应用于中压变频领域,网侧需要经多绕组移相变压器与电网相连从而满足并网谐波要求,而这种变压器复杂、笨重,增加了系统的体积与成本.本文提出了一种新型调制方法,该调制方法可以用普通的多绕组变压器取代移相变压器,提高变流器系统的等效开关平频率,改善变流器的谐波性能,降低损耗,提高系统效率.基于Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型,通过仿真分析验证了调制算法的正确性.

摘要： 传统级联H桥型变流器广泛应用于中压变频领域,网侧需要经多绕组移相变压器与电网相连从而满足并网谐波要求,而这种变压器复杂、笨重,增加了系统的体积与成本.本文提出了一种新型调制方法,该调制方法可以用普通的多绕组变压器取代移相变压器,提高变流器系统的等效开关平频率,改善变流器的谐波性能,降低损耗,提高系统效率.基于Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型,通过仿真分析验证了调制算法的正确性.

摘要： 传统级联H桥型变流器广泛应用于中压变频领域,网侧需要经多绕组移相变压器与电网相连从而满足并网谐波要求,而这种变压器复杂、笨重,增加了系统的体积与成本.本文提出了一种新型调制方法,该调制方法可以用普通的多绕组变压器取代移相变压器,提高变流器系统的等效开关平频率,改善变流器的谐波性能,降低损耗,提高系统效率.基于Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型,通过仿真分析验证了调制算法的正确性.

摘要： 本发明公开一种级联H桥逆变器控制方法及其装置，该方法包括以下步骤：对级联H桥逆变器每个H桥直流电容电压和电网电流进行采样；分别计算每个H桥的直流电容电压与MPPT给定电压差值，并将差值按从小到大的顺序排列；初步判断零状态H桥的数量及所处区域、需充电H桥的数量及所处区域、需放电H桥的数量及所处区域及输出PWM波H桥的数量及所处区域，记录零状态H桥区域两端点的坐标；对电流环输出的调制波的区域进行划分，生成开关模式分布表；计算某一区域中零状态H桥数量的最大值；将最大值代入开关模式分布表；根据开关模式分布表，对H桥逆变器进行调制。本发明技术方案降低了直流侧电压波动，提高系统稳定性。

摘要： 本发明提供了一种H桥换流模块保护电路，其故障检测模块，用于检测H桥换流模块的运行状态，以及依据上层控制系统下发的驱动指令和/或保护指令控制H桥换流模块；其故障反馈模块，用于对故障检测模块采集得到故障状态进行编码，并将编码信息发送至上层控制系统，上层控制系统依据该编码信息确定保护指令；编码信息为24位二进制数构成的编码信息，第1～8位二进制数为发生故障的H桥换流模块的编号，第9～16位二进制数为H桥换流模块内发生故障的电力电子器件的编号，第17～24位二进制数为故障类型的编号。与现有技术相比，本发明提供的一种H桥换流模块保护电路，便于上层控制系统准确获得H桥换流模块的故障类型和故障位置，进而确定保护指令。

摘要： 本申请公开了基于H桥级联拓扑电路的系统保护方法，包括：电压检测模块获取初始状态下电压采集点的初始电压值；当初始电压值等于预设初始电压时，控制器发送驱动信号至驱动模块，以驱动与驱动信号对应的功率管执行匹配的动作；电压检测模块获取电压采集点的检测电压值并发送至控制器；当检测电压值等于预设检测电压时，控制器确定与驱动信号对应的功率管和驱动模块中与功率管匹配的部分的状态为正常。本申请在H桥级联的拓扑电路使用前进行功率管和驱动部分自检，自检正常后开机运行，确保系统的正常使用，在系统发生故障时检测每个功率控制回路的损坏情况，及时发现损坏的模块，增加系统的可维护性和便捷性。

摘要： 本发明是一种适用于级联H桥多电平变流器的新型功率均衡调制策略，属于多电平PWM变流器技术邻域。该方法基于载波重构及载波自由度重组的思想，首先对三个三角载波进行重构使其均匀分布于不同层间周期循环；其次对正弦调制波垂直自由度进行调整；然后让调制波与载波进行比较得到优化后的PWM脉冲信号。本发明的方法不仅可以实现各个输出单元间功率均衡，使得直流电压放电保持一致，提高变流器输出电压质量；而且最大限度的缩短了均衡所需时间；同时还具有平均开关频率的一致性。此外，该方法可以拓展至n个级联单元，从而提高了变流器的实用性。

摘要： 本发明提供一种级联H桥光伏逆变器的故障诊断方法与装置，属于光伏发电技术领域。本发明方法包括下述步骤：设置级联H桥光伏逆变器拓扑结构，对级联H桥光伏逆变器并网电流进行控制；对级联H桥光伏逆变器故障模式进行分析；采用小波包能量熵进行特征提取；采用改进的细菌觅食优化算法求解最优的核函数带宽和偏置；根据最优的核函数带宽和偏置，采用支持向量机训练数据并进行故障诊断。本发明使用改进的细菌优化算法优化SVM故障诊断方法相比SVM故障诊断的方法，以实现对级联H桥光伏逆变器的开关管故障进行特征提取，以及对级联H桥光伏逆变器的开关管故障进行诊断和分类，能够有效提升三相级联H桥光伏逆变器开路故障诊断的准确率。

摘要： 本发明提供了本发明提出一种H桥级联SVG黑模块冗余方法、控制保护装置及冗余系统，包括当SVG装置中出现黑模块后，则向所述黑模块发送旁路指令；从发送旁路指令时刻开始至达到第一预设时长T1时，采用电流解锁技术判断所述黑模块是否旁路成功，若旁路成功，则控制SVG装置转入正常运行；否则旁路失败，则控制SVG装置跳闸。采用本发明所提出的冗余方法及其控制保护装置，可以使H桥级联SVG装置出现黑模块后不再直接跳闸维修，而是先通过判断黑模块的旁路状态，进而根据旁路状态决定装置运行的状态，减少SVG装置的跳闸概率。

摘要： 本发明提供了一种级联H桥型并网变流器启动方法，属于电力电子技术领域。目的是为了解决传统启动方法在启动过程中出现的冲击电压、冲击电流和过调制的问题。该方法利用电流控制使级联H桥型并网变流器呈现出虚拟升压电阻外特性，使H桥模块的直流电容电压平稳升压至期望值。所提的方法只需调整启动过程中虚拟升压电阻的值，即可调整级联H桥型并网变流器从电网吸收的有功功率，具有一定的可行性。

摘要： 本发明提供一种级联H桥功率模块直流电压的检测方法、装置及设备，所述方法包括：获取级联H桥的换流链上的电流互感器采集的换流链的交流电流，获取换流链上的功率模块的当前所处阶段；当功率模块处于不控制阶段时，根据换流链的交流电流计算出功率模块的直流电流；当功率模块处于控制阶段时，获取功率模块的各开关的开关状态矩阵，并根据开关状态矩阵和换流链的交流电流计算出功率模块的直流电流；根据功率模块的直流电流计算出功率模块的直流电压。本发明通过提出一种基于换流链交流电流间接检测级联H桥功率模块直流电压的新方法，该方法的计算精度与功率模块数无关，不受功率模块数的影响，能够应用于高压系统，适用性更广。

摘要： 本发明公开了一种扩大级联H桥光伏逆变器运行范围的谐波补偿控制策略，属于光伏发电领域。主要步骤如下：(1)对所有H桥单元直流母线电压进行控制，使各H桥单元对应光伏组件工作于最大功率点；(2)对并网电流进行控制；(3)当H桥单元调制度大于1时，采取谐波补偿控制策略，生成每个H桥单元的调制波。相比现有技术，本发明进一步扩大了级联H桥光伏逆变器运行范围，提高了级联H桥光伏逆变器应对各H桥单元光伏功率不平衡的能力。

摘要： 本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于电流检测的单相级联H桥整流器的故障诊断方法，实现单相级联H桥整流器的故障诊端。该方法根据桥臂内电流向及开关管的控制信号建立开关函数，推导出单相级联H桥整流器的电流计算模型，根据电流计算模型得到故障状态下计算电流与的实测电流差值，建立各开关管的故障诊断函数，利用所建立的故障诊断函数确定损坏的开关管。本发明能够在整流器运行情况下实时监测开关管是否发生故障；在发生故障时能够定位到故障的开关管；本发明的计算方法简单，具有高效性与可靠性；实现难度低，无需增加额外硬件。