中点电位平衡

摘要： 针对三电平变流器应用于大功率高速航空起动发电机系统所产生的中点电位偏差问题,提出一种考虑起动发电两种功率极性和开关序列连续性的中点电位偏差闭环虚拟空间矢量调制策略。建立了三电平变流器输出电压序列的中点电荷模型,据此分析了低载波比工况下虚拟空间矢量调制策略及闭环虚拟空间矢量调制策略下中点电位不平衡问题。在传统虚拟空间矢量调制策略输出开关序列中引入闭环调节系数用以调节开关序列输出的中点电荷极性,从而实现中点电位偏差可控。通过对闭环调节系数的合理设计可实现开关序列连续,进而降低线电压和相电流的畸变。建立了高速永磁同步电机起动发电机仿真模型,对比了传统方法与所提方法在中点平衡能力和电流畸变方面的性能。搭建了阻感负载和高速永磁同步发电机(30000 r/min)测试平台验证了所提方法的有效性。

摘要： 在有轨电车超级电容供电系统中,作为充电装置的三电平直流变换器中储能电容存在有均压以及中点平衡问题,中点不平衡将导致装置的工作异常,严重的将引起直流变换器的损坏。对此,传统方法一般是通过电路拓扑结构及控制策略调节电力电子器件开关管占空比来解决。通过分析传统充电装置中三电平中点电位不平衡的原因,针对超级电容型轨道车辆充电系统中三电平直流变换器中点偏移问题,提出一种新的三电平直流变换电路拓扑,通过斜对称电容构建三电平充电电路,不仅具有传统三电平直流变换拓扑降低开关管应力、改善系统的动态性能的优点,还可以在不依靠控制算法的基础上实现一定的三电平直流变换器均压电容中点电位的自平衡校正能力。针对该电路拓扑,详细阐述优化拓扑电路的工作原理和其中点自平衡特点,同时给出电路中相关开关器件及滤波电感及均压支撑电容计算过程。通过Matlab/Simulink仿真软件分析及搭建实物平台,验证优化拓扑结构不仅兼具传统三电平直流变换器拓扑降低开关管应力,改善系统动态性能的优点,更有充电速率快,安全性能高的特点,还能不依靠控制算法实现中点电位自平衡。

摘要： 围绕一种两级式三电平储能换流器进行研究,其AC/DC部分采用T型三电平三桥臂三相四线制(3LT23L3P4W)拓扑,DC/DC部分采用三电平Buck/Boost拓扑。针对该储能换流器存在的中点电位不平衡问题,首先,考虑交流电流的不对称程度和功率因数,建立了3LT23L3P4W拓扑中点电位低频振荡模型;其次,提出了一种基于前级三电平Buck/Boost拓扑,采用准比例谐振控制的中点电位平衡方法,分别在基频及3倍基频处设置谐振点实现中点电位振荡主要分量的抑制;最后,在Matlab/Simulink软件中搭建30 kW储能换流器仿真模型,验证了中点电位低频振荡模型的准确性,证明所提中点电位平衡方法能够在不同运行条件下有效抑制中点电位的低频振荡。

摘要： 针对T型三电平整流器存在中点电位不平衡的问题,模型预测控制(MPC)对于改善和提高T型三电平整流器控制性能具有良好的应用潜力,但传统的有限集模型预测控制存在算法计算量大、权重因子调整困难、开关频率不固定等缺陷,会直接影响模型预测控制在T型三电平整流器中的应用效果。针对以上问题,提出一种基于快速矢量选择的三矢量定频模型预测控制算法,利用无差拍的思想将电流跟踪转化为电压跟踪,剔除远离参考电压矢量和对中点电位平衡调整不利的电压矢量,并根据参考电压矢量确定控制周期内的开关矢量。在此基础上,利用电压跟踪代价函数得到开关矢量的作用时间,最终根据切换顺滑原则得到开关序列,最后进行仿真研究。研究结果表明,与传统有限集模型预测控制相比,所提方法能够大大减小计算量,实现固定开关频率,从而减小电压和功率脉动,获得良好的控制性能。

摘要： 为了提高大功率海上风力发电机组并网的安全性及稳定性,在采用中压六相永磁同步发电机搭配分布式中点箝位变流器构成10 MW风力发电系统的基础上,提出一种适用于中压六相永磁发电机组的最大功率跟踪策略。根据风电机组转速反馈值计算电机转矩最优参考值,并通过前馈解耦的方法设计永磁发电机定子的双d-q电流控制环,从而由转矩与双dq电流环的闭环组合完成六相永磁发电机组的最大功率输出控制;同时,为了平抑中点箝位型变流器直流侧中点电位波动,提出一种调制系数与矢量组选择协调调控的中点电位平衡方法,通过调节调制系数大小来平抑中点电位波动,在调制系数越限情况下,利用协调矢量组选择方式控制中点电位平衡;最后,在MATLAB中建立10 MW永磁风力发电系统模型,验证了所提控制策略的有效性。

摘要： 两台变流器并联会带来环流,TNPC中点电压的偏移也会导致控制系统失效,对三相TNPC三电平智能变流器并联控制技术策略展开研究,并进行实验验证。为实现并网工况下多台三相TNPC智能变流器并联,采用基于下垂控制的"功率-电压-电流"三环控制方法,并分析了下垂控制的工作原理;对系统中点平衡控制、环流抑制等关键技术进行了说明,通过建立多台三相TNPC智能变流器模型对控制策略进行加载及减载实验验证,实验结果表明,该三相TNPC智能变流器并联控制技术策略的有效性与可行性。

摘要： 中点电位平衡控制问题是三电平中点箝位(NPC)逆变器实际应用中的一个关键问题,而基于载波脉宽调制(CBPWM)的零序电压注入法是解决该问题的有效控制策略。基于此,文中提出一种基于CBPWM的零序电压注入法的改进控制策略。该方法只需要三相参考电压和直流侧电容的电压就可得出所需的零序电压注入信号,不需要三相输出电流,可简化计算过程。通过在Simulink中搭建仿真模型,对所提出的控制策略进行验证。结果表明,文中的控制策略能够有效地平衡直流侧电容的电压,相比其他零序电压注入控制方法,具有计算量小、不需要三相电流、实现简单的优点,且能够保持较低的三相输出电流THD。仿真结果与理论分析结果基本一致,说明所提出的改进控制策略是有效的。

摘要： 此处首先建立T型逆变器的数学模型,分析中点电位波动的原因,进而针对中点电位三倍频波动的特点提出了基于自适应零序电压注入的准比例谐振(QPR)控制策略,具有较好的动态、稳态性能。相比于传统的零序电压注入法,该方法仅使用了两个电压传感器,且更好地抑制了电容电压的低频脉动,有助于提升输出电能质量,延长电容使用寿命。仿真和实验结果证明了控制策略的有效性。

摘要： 半桥三电平双有源桥(HBTL-DAB)电路工作时必须解决三电平侧上下直流母线电容均压问题,在传统对称控制模式中,可通过微调占空比的方法,实现带载情况下的电容电压均衡控制。然而在空载情况下,对称控制模式难以从控制策略上实现上下直流母线电容电压的均衡调节。针对该问题,文中提出一种针对HBTL-DAB电路的不对称控制方法,首先从理论上分析对称模式不能均压的原因,进而根据不对称方法计算空载时上下直流母线电容分别在正负半周期内传输的能量偏差。通过调节该能量偏差实现上下直流母线电容电压的均衡控制,并同时指出影响电压均衡控制效果的主要因素。最后通过仿真,对所述不对称控制方法在多种工况下的运行情况进行验证。结果表明,无论是外部持续存在不平衡因素的工况、只存在初始不平衡因素的工况,还是内部存在脉冲误差的工况,不对称控制方法都能实现空载和带载时的电压均衡控制。

摘要： 针对传统多电平逆变器结构较复杂的缺点,提出了一种混合四电平三相三桥臂电压源逆变器的拓扑结构及其中点电位控制方法,该拓扑结构将直流侧三个分压电容的电压调整为1∶2∶1的比例,利用相与相之间的电压差来实现与传统五电平结构相同的输出线电压电平数.与传统NPC型五电平逆变器相比,该结构所需开关器件更少,具有更高的经济效益.针对拓扑结构提出的中点电位控制方法,能够实现直流侧电容电压的平衡.通过在给定条件下的MATLAB/Simulink仿真验证,仿真结果为中频逆变电源的开发研制提供了一定的参考依据.

摘要： 本文介绍了双母线直流微网的结构和优点。介绍了适用于双母线直流微网的三电平Buck-Boost双向变换器，分析了其工作原理，指出了其优缺点。针对其主要缺点，即三电平侧中点电位不平衡，采用了一种具有自动调节能力的中点电位控制策略。搭建了基于dSPACE的半实物仿真平台，利用该平台验证了控制策略的正确性，不论是指令变化，还是负载的变化，该控制方法均能保证三电平变换器中点电位平衡。同时也证明了该半实物仿真平台的有效性，为以后研究直流微网提供了实验基础。

摘要： 本文提出了一种新型的快速SVPWM算法,该算法不用进行矢量组合而直接得到PWM控制信号,而且非常便于中点电位的控制.它不仅可用于三电平,也可以推广到任意电平.仿真结果证明了其正确性.

摘要： 本文提出了一种新型的快速SVPWM算法,该算法不用进行矢量组合而直接得到PWM控制信号,而且非常便于中点电位的控制.它不仅可用于三电平,也可以推广到任意电平.仿真结果证明了其正确性.

摘要： 本文提出了一种新型的快速SVPWM算法,该算法不用进行矢量组合而直接得到PWM控制信号,而且非常便于中点电位的控制.它不仅可用于三电平,也可以推广到任意电平.仿真结果证明了其正确性.

摘要： 本文提出了一种新型的快速SVPWM算法,该算法不用进行矢量组合而直接得到PWM控制信号,而且非常便于中点电位的控制.它不仅可用于三电平,也可以推广到任意电平.仿真结果证明了其正确性.

摘要： 一种基于60°坐标系的中点箝位三电平逆变器中点电位平衡控制方法，只需进行逻辑判断及简单计算，根据连接到中点的负载电流、直流侧电容电压不平衡方向以及流入中点电荷量，调节时间因子，进而调整矢量作用时间使电容中点电压向不平衡的反方向移动，简单便于工程应用，无需进行大量复杂的三角函数计算，克服了无法在任意调制比和功率因数情况下对对NPC三电平逆变器的中点电位进行控制，通过时间因子调节实现对中点电位的动态控制，可以消除算法误差累积造成的中点电位不平衡。本控制方法可以应用于基于NPC三电平逆变器拓扑的有源电力滤波器、新能源并网逆变器以及储能变流器等设备。

摘要： 本发明公开了一种中点钳位型三电平逆变器母线电容中点电位平衡方法，该方法针对中点钳位型三电平逆变器的母线电容中点电位在运行过程中存在波动的问题，根据需要抽取（注入）的中点电荷量和不同的电压矢量作用顺序能够抽取（注入）的中点电荷量之间的关系，通过合理配置电压矢量的作用顺序和作用时间，在不同功率因数下都最大程度地抑制母线电容中点电位的波动。本发明方法能够实现母线电容中点电位波动的抑制，从而减小母线电容容值与体积，减轻功率器件的电压应力，改善输出电压和电流的谐波状况，延长电容的使用寿命。

摘要： 本发明提供了一种三相三电平逆变器中点电位平衡及共模电压的抑制方法，涉及电力电子技术领域。包括：选用共模电压小的扇区基础电压矢量参与虚拟矢量的合成，将共模电压进行抑制；采取多种虚拟小矢量构成，使同一区域、相邻小区域及相邻大区域的脉冲序列平滑切换。在以上的基础上，通过实时检测直流侧分压电容端电压值以及负载侧三相电流值来改变虚拟矢量的幅值，进而改变虚拟矢量在一个载波周期内的作用时间，最终实现中点电位平衡和共模电压抑制。本发明由于选取多种虚拟矢量，在实现中点电位平衡和共模电压抑制的同时，还具有开关损耗低的特点。

摘要： 本发明公开了一种基于ANPC全桥三电平DAB的中点电位平衡控制方法及系统，属于多电平变换器的技术领域。首先，针对ANPC全桥三电平电路确定实现其中点电压升压和降压的开关模式，通过选取升压、降压开关模式来实现中点电压的控制。其次，采样直流侧电压及其中点电压，将采样所得的中点电压与上、下限值进行比较，当中点电压高于上限值时，采用降压开关模式，当中点电压低于下限值时，采用升压开关模式。否则，开关模式保持不变。本发明提供的调制方法计算简单，能够将中点电压的纹波限制在设定值，且能与多种调制策略兼容，动态响应迅速，最终能够显著提高系统的抗干扰能力。

摘要： 一种基于60°坐标系的中点箝位三电平逆变器中点电位平衡控制方法，只需进行逻辑判断及简单计算，根据连接到中点的负载电流、直流侧电容电压不平衡方向以及流入中点电荷量，调节时间因子，进而调整矢量作用时间使电容中点电压向不平衡的反方向移动，简单便于工程应用，无需进行大量复杂的三角函数计算，克服了无法在任意调制比和功率因数情况下对对NPC三电平逆变器的中点电位进行控制，通过时间因子调节实现对中点电位的动态控制，可以消除算法误差累积造成的中点电位不平衡。本控制方法可以应用于基于NPC三电平逆变器拓扑的有源电力滤波器、新能源并网逆变器以及储能变流器等设备。

摘要： 本发明公开了一种中点钳位型三电平逆变器母线电容中点电位平衡方法，该方法针对中点钳位型三电平逆变器的母线电容中点电位在运行过程中存在波动的问题，根据需要抽取（注入）的中点电荷量和不同的电压矢量作用顺序能够抽取（注入）的中点电荷量之间的关系，通过合理配置电压矢量的作用顺序和作用时间，在不同功率因数下都最大程度地抑制母线电容中点电位的波动。本发明方法能够实现母线电容中点电位波动的抑制，从而减小母线电容容值与体积，减轻功率器件的电压应力，改善输出电压和电流的谐波状况，延长电容的使用寿命。

摘要： 本发明公开了一种NPC三电平DVR系统中点电位平衡控制方法，所述控制方法是通过对NPC三电平DVR系统不平衡工况下的直流不平衡中点电位平衡补偿量的计算及限幅范围的计算，使三相三线制上下母线电容的平均电压值相等以消除中点电位的低频波动，实现NPC三电平DVR系统中点电位的平衡控制。该方法通过加入补偿量并对其进行限幅，可以使三相三线制上下母线电容的平均电压值快速相等，解决了三相三线NPC三电平DVR系统不平衡工况下的直流平衡问题。

摘要： 本发明涉及一种三电平逆变器中点电位平衡的无源滑模控制方法，结合数学模型并根据不同的控制目标得到不同的参考电流idqref，将得到的参考电流idqref输入无源滑模控制器中，无源滑模控制器输出参考电压信号输入进PWM调制中，同时根据不平衡电网电压下的零序电压表格计算出零序电压从而一并投入至PWM调制中进行调制，经驱动电路后控制并网三电平逆变器开关管的导通与关断。解决了三相电流不对称、有功功率二次脉动和无功功率二次脉动的问题。基于零序电压注入的中性点电位控制，解决了不平衡电网中中性点电位不平衡的问题，分析了非理想电网电压条件下3L‑NPC逆变器的内部特性，根据数学模型和控制目标，建立了无源滑模控制策略，提高了系统的快速性和稳定性。

摘要： 一种基于spwm的中点电位平衡控制方法，通过采样中点电压，根据调制比、调节系数，不断计算当前时刻偏置量，得到最小值时的调节值，与标准调制波相加，得到最终的spwm调制波，实现对中点电压的平衡控制。通过减小中点电流的脉冲幅值，控制中点电压波动。中点电位控制计算量小，易于实现，此方法提高了中点电位稳定性，降低了复杂度，提高了系统性能指标。

摘要： 本发明公开了一种三电平变换器中点电位平衡的控制方法，通过谐波提取算法对中点电位中的交流波动信号进行跟踪放大，随后对所得的信号进行相位补偿，得到最优零序分量，然后与采用其他传统三电平变换器控制策略所得的三相正弦调制信号叠加，生成马鞍形调制波，用以控制电路的开关器件。本发明配合三电平变换器传统的并网、离网和整流等相关控制策略使用，获取频率3倍于基波频率且幅值为0.26倍调制比的正弦零序分量，此零序分量即为最优的注入量，能最大程度地抑制中点电位的低频交流波动分量，对中点电位波动进行有效的控制，提升电路器件的工作寿命，并实现对传统三电平变换器控制策略控制效果的有益加成，增强系统稳定运行的能力。