电容电压平衡

摘要： 针对传统dq电流解耦双闭环控制的单相级联H桥整流器受系统电感参数变化的影响,同时为避免系统频率偏移的干扰,提出了一种无需电感参数和系统角频率的新型直接功率解耦控制器,实现了有功、无功功率的独立控制.并利用级联延时信号消除算法提取基波正序分量,消除谐波信号带来的影响.在MATLAB/Simulink中搭建了三级联H桥整流器进行仿真分析,仿真结果验证了所提控制方法下直流侧电压波动小,系统响应速度快,谐波抑制能力强的特点.

摘要： 模块化多电平矩阵变换器M3C(modular multilevel matrix converter)是一种可以实现直接三相交-交变换的多电平拓扑,在大功率、中高压的电力传输或者电机牵引领域有着广阔的应用前景,但M3C变换器包含9个桥臂,模块数目众多,直接控制困难,传统控制系统的设计方法难以适用。因此,首先从双αβ0解耦变换出发,推导了M3C交流侧解耦模型和直流侧方程,并以此为基础提出了一种改进的电容电压平衡策略,以简化控制器设计,减小控制误差。然后分别给出了总电容电压和桥臂间电容电压平衡的控制方法,着重阐述通过控制环流注入改变桥臂功率的直流项,进而补偿电容电压直流偏置,并推导了环流参考的表达式。最后仿真模型和实验结果均验证了所提方法的有效性。

摘要： 针对大功率光伏发电系统复杂度较大的情况,文中介绍了一种适用于无直流侧电压传感器单相级联H桥型光伏逆变器的直接功率模型预测控制方法。该方法采用顺序计算的思路,将各H桥视为独立的逆变器并逐个完成各H桥的控制。同时,在针对单个H桥的最优调制函数进行计算时,利用逆变器输出电压的变化量对应H桥直流侧电容电压进行重构,并将电容电压控制量嵌入到最优调制函数中以实现电容电压平衡控制。最后,基于Matlab/Simulink仿真环境建立了系统模型,对该方法的性能进行了验证。

摘要： 传统NPC拓扑受到直流中性点上电压不平衡的影响,不仅导致系统不稳定,还会影响电容器和半导体器件的额定值,增加总功率损耗。基于此,提出了一种适用于单相三线配电系统的新型变流器拓扑结构及其控制策略。所提变流器为中性点箝位(NPC)的H桥。为了解决基于NPC的变换器直流端口电容电压平衡问题,还提出了一种基于空间矢量PWM的直流端口电压平衡方法来平衡中性点电压,该方法充分考虑了输出电压的谐波影响和开关损耗,还定义了所应用的矢量序列。最后,通过与传统变流器进行仿真比较,以验证变流器在平衡和不平衡负载情况下的开关损耗的优越性。此外,还进行了实验验证,结果验证了所提电压平衡方法的有效性和优越性。

摘要： 三相四开关整流器(Three-phase Four-switch Rectifier,TPFSR)由于其低成本和可作为六开关整流器的故障重构拓扑得到了广泛关注。本文详细分析了TPFSR的工作原理,建立了αβ静止坐标系和dq同步旋转坐标系下的精确数学模型。提出了一种简化的空间矢量脉宽调制方法 (SVPWM)和一种载波调制方法(SPWM),并从本质上证明了两种调制方法的一致性。针对直流侧两电容电压有可能出现的不平衡问题,提出在故障重构桥臂的电流参考值上叠加电容电压偏移直流分量的控制策略,并详细推导了同步旋转坐标系下电容均压的具体实施方法,实现了两电容电压平衡控制。最后搭建了实验平台,实验结果验证了所提调制和控制方法的正确性和可行性。

摘要： 在级联式H桥多电平的静止同步补偿器(STATCOM)控制系统中,由于耦合效应,三相总直流侧电压控制和单个电容电压平衡控制之间会产生影响,不利于平衡控制问题的解决.针对该问题推导出解耦的条件,提出在解耦情况下的平衡控制策略.在实现无功补偿的同时,解决各H桥直流电容电压动态的平衡.搭建十三电平级联H桥STATCOM的仿真模型和七电平实验平台,仿真、实验结果说明该控制策略对无功补偿具有良好的补偿性能,且直流侧电容电压在控制范围内稳定波动,验证了控制策略的可行性.

摘要： 基于瞬态电流正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制策略是级联型电力电子变压器(power electronic transformer,PET)网侧整流级交流-直流(alternating current-direct current,AC-DC)变换环节的一种典型控制策略,该策略最大的优点是减少了大量控制环节,引入交流网侧相位角,可以实现无相位差整流.基于此提出一种基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制技术电力电子变压器网侧级联H桥整流器(cascaded H-bridge rectifier,CHBR)直流电压平衡控制策略,在传统平衡算法上引入虚拟同步机原理,同时采用载波移相调制(carrier phase shifting SPWM,CPS-SPWM)算法降低网侧电流谐波含量.在整流侧注入转动惯量和阻尼系统,使得级联模块获得同步机特性从而具有惯性,并且阻尼功率振荡,获得更好的动态性能.通过调节整流级各单元调制波以实现整流侧直流电容电压平衡,最后通过MATLAB仿真平台验证了所提控制策略的有效性.

摘要： 现行的MMC?HVDC工程中,换流器的电容均压大多采取排序类算法,但此算法下,每个控制周期重新排序后,都会对子模块进行大量的重新投切,子模块的投切状态更改频繁.针对现行MMC?HVDC工程中排序算法高额开关频率的问题,采用基于最值函数的电容电压平衡控制算法,根据NLM调制方式的特性,对当前周期与上一周期上、下桥臂子模块投切数量的变化Δn,排序后不需要再重新投切当前桥臂需要投切的子模块数,而是只选择电容电压最大或最小的Δn个子模块,改变其投切状态,以及对需要更改投切状态的子模块进行调换,并根据投切数量的变化,将子模块的投切分为三种工作模式,针对不同的投切情况,完成子模块电容电压的平衡控制.经仿真验证,在最值函数算法下,子模块的投切频率明显降低,电容电压虽有一定程序的波动,但仍在可控范围内.

摘要： 为了抑制MMC运行时,由于各相上、下桥臂电压之和不完全相等而产生的二倍频环流,文中提出了一种采用自适应陷波器与准比例谐振控制器相结合的环流抑制策略.该策略借助自适应陷波器来提取二倍频环流分量,并通过准比例谐振控制器实现对此分量的无静差跟踪,从而得到需要的补偿电压.该策略结合混合调制方法使二倍频环流下降了约65％,改善了桥臂电流的畸变程度,并提高了MMC的输出波形质量.仿真结果验证了所提方案的有效性和可行性.

摘要： 近年来,模型预测控制因其原理简单、控制方式直接、多目标控制容易实现等优点被广泛应用于模块化多电平换流器(MMC).但当前的模型预测控制方法主要存在开关频率不固定、各模块功率损耗不均衡、平均开关频率较高等问题.文中提出一种基于占空比调制的模型预测控制方法.首先,根据交流输出电流和环流的控制目标,利用MMC离散数学模型,逆向推导得到桥臂电压差与电压和的参考值,并将其直接换算为上下桥臂投入模块数的占空比.然后,利用载波进行调制并结合所提子模块电容电压平衡方法,实现了MMC定频控制.所提方法无须对目标函数进行遍历寻优和权重系数调节,计算量低且与子模块数量无关,容易实现子模块故障容错.最后,仿真和基于StarSim软件的实验验证了所提方法的有效性和正确性.

摘要： 针对阶梯波调制策略应用于模块化多电平变流器(MMC)时子模块电容电压的均衡问题,分析并比较2种典型的电容电压平衡控制方法.结合基于阶梯波调制策略的MMC工作机理的分析,详细论述开关序列轮换法和排序冗余选择法的基本思想和实施细则,给出两种控制方法在电压平衡效果、开关频率、算法结构和硬件要求四个方面的比较结果.依据相同的主电路参数,建立基于开关序列轮换法和排序冗余选择法的阶梯波调制MMC仿真模型和物理实验平台.仿真和实验结果表明,开关序列轮换法稳态表现良好,而排序冗余选择法有较强的暂态调节能力,后者具有较好的实用性和可靠性.

摘要： 针对模块化多电平换流器(MMC)的子模块电容电压平衡及冗余控制问题,本文提出了一种带微直流母线的子模块自取能供电电源拓扑结构.所提出的自取能供电电源不仅可实现子模块的N+1或者N+2冗余控制,而且通过动态调整从各个子模块电容所获取的能量的大小,实现直流电容电压的自平衡控制.在分析50Hz阶梯波调制方式的MMC子模块电容电压波动的基础上,提出了一种基于直线滤波器和改进型电容电压自平衡控制方法.该方案提高了电容电压的平衡程度,降低了MMC的输出谐波.仿真结果验证了文中所提出方案的正确性、可行性.

摘要： 多电平变换器可以提高变换器的输出电压，降低du/dt，改善输出波形的谐波质量，因此得到了广泛的应用。本文将有源中点箝位型变换器与H桥型变换器结合，得出一种可以输出五种电平的新型变换器拓扑。分析了该拓扑的电容电压平衡问题，提出了相应的调制策略。实验结果表明，该拓扑可以实现五电平输出，本文提出的调制算法可正常工作，并实现对电容电压的平衡控制。

摘要： 目前在交流电机调速领域，多电平变换器的应用越来越广泛，在各种多电平拓扑结构中，二极管箝位型多电平拓扑结构在中低压领域的应用最为广泛。但是随着电压等级的升高，开关数量的增加，箝位电容电压的平衡问题也成为该结构突出的难题。本文提出了一种新颖的内环箝位式新型五电平逆变器结构，该结构基于传统的二极管箝位型五电平拓扑结构，在其内环悬浮电容节点上接入一组独立的直流电压源，通过最优控制的算法，实现了五电平拓扑结构中所有箝位电容电压在全负载范围内稳定可控。本文对所提出的五电平拓扑结构进行了仿真及实验研究，仿真和实验结果验证了新方案的可行性。本文提出的方法为二极管箝位型多电平结构解决电容电压平衡问题提供了一个新颖的思路，对该结构的深入研究具有重要的实用意义。

摘要： 模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）是应用于电压源换流器直流输电（voltagesource converter-high voltage DC，VSC-HVDC）的新型多电平换流器拓扑。MMC 采用模块化设计，通过调整子模块的串联个数可以实现电压及功率等级的灵活变化，并且可以扩展到任意电平输出。普遍子模块（半桥、全桥结构子模块）的输出为0、1两种电平，该文则是提出了一种新型模块化多电平换流器子模块拓扑结构并介绍了其相应的工作原理。该种子模块可以输出0,1,2 三种电平，与原有的半桥结构相比，在输出同样电平数的情况下，该新型拓扑可以节省25%的IGBT，而且减少了子模块的总数，从而减小了换流站的占地面积。文中成功的将NLM 调制策略应用到新型拓扑上，并且针对该拓扑给出了相应的电容电压调制策略。在PSCAD 仿真环境中搭建基于NLM的11电平两端MMC-HVDC 输电系统，仿真结果表明子模块电容，直流电压以及谐波均满足要求，验证了所提策略的正确性与有效性。

摘要： 模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）是应用于电压源换流器直流输电（voltagesource converter-high voltage DC，VSC-HVDC）的新型多电平换流器拓扑。MMC 采用模块化设计，通过调整子模块的串联个数可以实现电压及功率等级的灵活变化，并且可以扩展到任意电平输出。普遍子模块（半桥、全桥结构子模块）的输出为0、1两种电平，该文则是提出了一种新型模块化多电平换流器子模块拓扑结构并介绍了其相应的工作原理。该种子模块可以输出0,1,2 三种电平，与原有的半桥结构相比，在输出同样电平数的情况下，该新型拓扑可以节省25%的IGBT，而且减少了子模块的总数，从而减小了换流站的占地面积。文中成功的将NLM 调制策略应用到新型拓扑上，并且针对该拓扑给出了相应的电容电压调制策略。在PSCAD 仿真环境中搭建基于NLM的11电平两端MMC-HVDC 输电系统，仿真结果表明子模块电容，直流电压以及谐波均满足要求，验证了所提策略的正确性与有效性。

摘要： 模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）是应用于电压源换流器直流输电（voltagesource converter-high voltage DC，VSC-HVDC）的新型多电平换流器拓扑。MMC 采用模块化设计，通过调整子模块的串联个数可以实现电压及功率等级的灵活变化，并且可以扩展到任意电平输出。普遍子模块（半桥、全桥结构子模块）的输出为0、1两种电平，该文则是提出了一种新型模块化多电平换流器子模块拓扑结构并介绍了其相应的工作原理。该种子模块可以输出0,1,2 三种电平，与原有的半桥结构相比，在输出同样电平数的情况下，该新型拓扑可以节省25%的IGBT，而且减少了子模块的总数，从而减小了换流站的占地面积。文中成功的将NLM 调制策略应用到新型拓扑上，并且针对该拓扑给出了相应的电容电压调制策略。在PSCAD 仿真环境中搭建基于NLM的11电平两端MMC-HVDC 输电系统，仿真结果表明子模块电容，直流电压以及谐波均满足要求，验证了所提策略的正确性与有效性。

摘要： 模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）是应用于电压源换流器直流输电（voltagesource converter-high voltage DC，VSC-HVDC）的新型多电平换流器拓扑。MMC 采用模块化设计，通过调整子模块的串联个数可以实现电压及功率等级的灵活变化，并且可以扩展到任意电平输出。普遍子模块（半桥、全桥结构子模块）的输出为0、1两种电平，该文则是提出了一种新型模块化多电平换流器子模块拓扑结构并介绍了其相应的工作原理。该种子模块可以输出0,1,2 三种电平，与原有的半桥结构相比，在输出同样电平数的情况下，该新型拓扑可以节省25%的IGBT，而且减少了子模块的总数，从而减小了换流站的占地面积。文中成功的将NLM 调制策略应用到新型拓扑上，并且针对该拓扑给出了相应的电容电压调制策略。在PSCAD 仿真环境中搭建基于NLM的11电平两端MMC-HVDC 输电系统，仿真结果表明子模块电容，直流电压以及谐波均满足要求，验证了所提策略的正确性与有效性。

摘要： 模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）是应用于电压源换流器直流输电（voltagesource converter-high voltage DC，VSC-HVDC）的新型多电平换流器拓扑。MMC 采用模块化设计，通过调整子模块的串联个数可以实现电压及功率等级的灵活变化，并且可以扩展到任意电平输出。普遍子模块（半桥、全桥结构子模块）的输出为0、1两种电平，该文则是提出了一种新型模块化多电平换流器子模块拓扑结构并介绍了其相应的工作原理。该种子模块可以输出0,1,2 三种电平，与原有的半桥结构相比，在输出同样电平数的情况下，该新型拓扑可以节省25%的IGBT，而且减少了子模块的总数，从而减小了换流站的占地面积。文中成功的将NLM 调制策略应用到新型拓扑上，并且针对该拓扑给出了相应的电容电压调制策略。在PSCAD 仿真环境中搭建基于NLM的11电平两端MMC-HVDC 输电系统，仿真结果表明子模块电容，直流电压以及谐波均满足要求，验证了所提策略的正确性与有效性。

摘要： 在混合级联型逆变器的研究领域中，改变串联单元的母线电压比是一种比较典型的方法。但是，该类拓扑结构存在着不同电压比例母线之间的“能量回流”问题，在不同的调制比下运行，可能会出现导致母线电压不平衡的情况。针对该问题。在分析“能量回流”问题产生机理的基础上，提出了一种纯软件算法的解决方案，该方案针对不同的调制比，实时的改变主逆变器的导通比较电压，且同时动态的调整从逆变器的零序分量，从而实现了全调制比范同内克服“能量回流”的问题，并且改善了输出电压谐波性能等目标。最后，对所提出的控制算法进行了仿真和实验的验证。

摘要： 本发明为一种飞跨电容的电压平衡控制装置与电压平衡控制方法，是利用电流方向预估单元从飞跨电容多电平变换电路中获得任一所选的飞跨电容的电压变化量，且接收所选飞跨电容的相邻两个开关的反馈信号，并将调节周期内所产生的反馈信号作平均或累计运算而输出运算结果，取电压变化量与运算结果相乘及/或相除的符号作为电流方向的预估，如此一来，本发明的飞跨电容多电平变换电路的飞跨电容的电压平衡便可实现。

摘要： 公开了一种电池组系统（BS1，BS2），尤其是用于混合动力电动车辆/电动车辆的电池组系统，所述电池组系统（BS1，BS2）包括：‑一个或者至少两个串联连接的电池组电池（Z0，Z1，Z2）和至少一个电压平衡电路（SA），所述至少一个电压平衡电路（SA）用于使在所述一个电池组电池或者所述至少两个串联连接的电池组电池之一（Z1）处的电压（Uz1）平衡；‑其中所述至少一个电压平衡电路（SA）包括平衡电流路径（SP）和测量装置（MA）；‑其中所述平衡电流路径（SP）电连接在所述一个电池组电池或者所述至少两个电池组电池之一（Z1）的正电流端子（PA）与负电流端子（NA）之间，而且所述平衡电流路径（SP）包括可控的平衡开关（T1）和两个电阻（R1，R2），其中所述两个电阻（R1，R2）和所述平衡开关（T1）彼此串联连接；和‑所述测量装置（MA）在信号输入侧电连接在所述两个电阻（R1，R2）之间的电连接点（VP）上，而且所述测量装置（MA）配置为，在所述电连接点（VP）处检测第一电压电势（Φ1）。

摘要： 本发明为一种飞跨电容的电压平衡控制装置与电压平衡控制方法，是利用电流方向预估单元从飞跨电容多电平变换电路中获得任一所选的飞跨电容的电压变化量，且接收所选飞跨电容的相邻两个开关的反馈信号，并将调节周期内所产生的反馈信号作平均或累计运算而输出运算结果，取电压变化量与运算结果相乘及/或相除的符号作为电流方向的预估，如此一来，本发明的飞跨电容多电平变换电路的飞跨电容的电压平衡便可实现。

摘要： 公开了一种电池组系统（BS1，BS2），尤其是用于混合动力电动车辆/电动车辆的电池组系统，所述电池组系统（BS1，BS2）包括：‑一个或者至少两个串联连接的电池组电池（Z0，Z1，Z2）和至少一个电压平衡电路（SA），所述至少一个电压平衡电路（SA）用于使在所述一个电池组电池或者所述至少两个串联连接的电池组电池之一（Z1）处的电压（Uz1）平衡；‑其中所述至少一个电压平衡电路（SA）包括平衡电流路径（SP）和测量装置（MA）；‑其中所述平衡电流路径（SP）电连接在所述一个电池组电池或者所述至少两个电池组电池之一（Z1）的正电流端子（PA）与负电流端子（NA）之间，而且所述平衡电流路径（SP）包括可控的平衡开关（T1）和两个电阻（R1，R2），其中所述两个电阻（R1，R2）和所述平衡开关（T1）彼此串联连接；和‑所述测量装置（MA）在信号输入侧电连接在所述两个电阻（R1，R2）之间的电连接点（VP）上，而且所述测量装置（MA）配置为，在所述电连接点（VP）处检测第一电压电势（Φ1）。

摘要： 一种MMC飞跨电容子模块电容电压平衡控制方法：获得MMC任一桥臂的电压参考值；将电压参考值除以第二电容的参考电压，得到下一时刻该桥臂所需电平数及电平互补数；测量每个桥臂子模块中第一电容和第二电容的电压，生成电压原始输入序列；将电压原始输入序列中的奇数位分别值乘以h

摘要： 本发明提供了一种直流电压降低下混合MMC的电容电压平衡控制方法，该方法包括：在高压直流输电过程中，对直流电压进行采样，判断是否降压运行，不是则混合MMC执行第一工作模式与控制策略，是则进一步判断是否发生电容电压不平衡，平衡则混合MMC执行第二工作模式与控制策略，不平衡则生成注入二次谐波参考幅值，混合MMC执行第三工作模式与控制策略，实现二次谐波补偿。本发明通过推导更为严格地实现子模块电容电压平衡的充分条件，可获得有效、可靠且尽量小的二次谐波电流参考幅值，简化了计算且具备一定裕度，无需再放大处理即可实现直流电压降低下的混合MMC系统持续稳定运行。

摘要： 本发明公开了一种基于有功电压矢量叠加的级联STATCOM电容电压平衡控制方法，包括上层控制步骤和下层控制步骤。本发明的电容电压平衡控制方法对于电容电压的偏移，能迅速给出控制信号，响应速度快，且不同模块之间的控制信号相互独立，系统稳定性高。

摘要： 一种MMC飞跨电容子模块电容电压平衡控制方法：获得MMC任一桥臂的电压参考值；将电压参考值除以第二电容的参考电压，得到下一时刻该桥臂所需电平数及电平互补数；测量每个桥臂子模块中第一电容和第二电容的电压，生成电压原始输入序列；将电压原始输入序列中的奇数位分别值乘以h

摘要： 本发明提供了一种直流电压降低下混合MMC的电容电压平衡控制方法，该方法包括：在高压直流输电过程中，对直流电压进行采样，判断是否降压运行，不是则混合MMC执行第一工作模式与控制策略，是则进一步判断是否发生电容电压不平衡，平衡则混合MMC执行第二工作模式与控制策略，不平衡则生成注入二次谐波参考幅值，混合MMC执行第三工作模式与控制策略，实现二次谐波补偿。本发明通过推导更为严格地实现子模块电容电压平衡的充分条件，可获得有效、可靠且尽量小的二次谐波电流参考幅值，简化了计算且具备一定裕度，无需再放大处理即可实现直流电压降低下的混合MMC系统持续稳定运行。

摘要： 本发明公开了一种基于有功电压矢量叠加的级联STATCOM电容电压平衡控制方法，包括上层控制步骤和下层控制步骤。本发明的电容电压平衡控制方法对于电容电压的偏移，能迅速给出控制信号，响应速度快，且不同模块之间的控制信号相互独立，系统稳定性高。