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一种基于虚拟空间矢量的三电平NPC变换器中点电位平衡控制方法
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作者 李晟 王辉 柏睿 《电力学报》 2019年第2期150-157,共8页
为了解决中点箝位式(NPC)的三电平变换器拓扑结构容易导致直流侧中点电位不平衡和传统虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)在大调制比的情况下无法维持中点电位平衡的问题,在虚拟空间矢量脉宽调制的基础上,对虚拟零矢量、虚拟长矢量和虚拟中... 为了解决中点箝位式(NPC)的三电平变换器拓扑结构容易导致直流侧中点电位不平衡和传统虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)在大调制比的情况下无法维持中点电位平衡的问题,在虚拟空间矢量脉宽调制的基础上,对虚拟零矢量、虚拟长矢量和虚拟中矢量进行了进一步的研究后,对这三个虚拟电压矢量的定义进行了改进,得到了一种改进的控制方法,使在高调制比下依然可以控制中点电位的平衡。从而与传统虚拟空间矢量脉宽调制方法相比,改进后的虚拟空间矢量脉宽调制方法让可控范围变大,整体的控制效果更好。最后进行了仿真,其结果证实了该控制方法在大调制比的情况下可以维持直流侧中点电位的平衡。 展开更多
关键词 三电平中点箝位型变换器 中点电位平衡 虚拟空间矢量脉宽调制 电压矢量
MMC型STATCOM的关键技术 预览
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作者 高晗璎 胡增山 +1 位作者 靳平 于美洁 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第5期70-80,共11页
针对常规半桥型模块化多电平换流器对三相相间环流抑制能力不足的问题,采用了一种新型功率拓扑结构,在每个桥臂上增加一个H桥单元来抑制环流,避免了复杂的坐标变换和解耦控制,实现了环流的有效抑制;同时,针对子模块电容电压不平衡的问题... 针对常规半桥型模块化多电平换流器对三相相间环流抑制能力不足的问题,采用了一种新型功率拓扑结构,在每个桥臂上增加一个H桥单元来抑制环流,避免了复杂的坐标变换和解耦控制,实现了环流的有效抑制;同时,针对子模块电容电压不平衡的问题,采用了电容电压分级式均压控制策略,实现了电容电压的稳定;然后,将模块化多电平换流器相关控制策略应用在高压大功率静止同步补偿器中;最后在Matlab/Simulink中搭建了包含6个半桥子模块和1个H桥单元的MMC-STATCOM仿真模型,结果证明了所述的新型功率拓扑的有效性及控制策略的可行性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 静止无功发生器 电压平衡 环流抑制
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单相两级联H桥整流器负载不平衡度范围研究 被引量:1
3
作者 郑征 李秋思 乔美英 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期846-854,共9页
级联H桥整流器在实际运行中会因负载不平衡产生直流母线电容电压不平衡问题。针对负载不平衡下直流母线电压平衡问题,提出了直流母线参考电压范围内的负载不平衡限制范围。为减小锁相环给系统控制带来的复杂性,采用无锁相环控制结构。... 级联H桥整流器在实际运行中会因负载不平衡产生直流母线电容电压不平衡问题。针对负载不平衡下直流母线电压平衡问题,提出了直流母线参考电压范围内的负载不平衡限制范围。为减小锁相环给系统控制带来的复杂性,采用无锁相环控制结构。通过深入研究二维调制控制算法,推导出两桥调制波电压波形。然后根据功率平衡原则推导出系统稳定运行在单位功率因数下的负载不平衡限制范围,同时给出了直流母线参考电压选取范围。仿真和实验结果验证了所提出的直流侧电压选取范围与负载不平衡限制范围的有效性与可行性,对级联H桥整流器系统参数设计提供了有重要依据。 展开更多
关键词 级联H桥整流器 单相 二维调制 负载不平衡限制范围 电压平衡 功率平衡
模块化多电平换流器电容电压优化均衡法研究 预览
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作者 粟咏梅 粟时平 +1 位作者 李琳 张贝 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2019年第2期76-83,共8页
在模块化多电平换流器的传统子模块电容电压排序均衡方法中,算法排序在子模块数目较多的情况下存在运算量大、开关动作频繁等缺陷。因此,为了减少子模块排序运算量,降低开关频率,该文提出了基于改进归并排序的 MMC电容电压均衡法。首先... 在模块化多电平换流器的传统子模块电容电压排序均衡方法中,算法排序在子模块数目较多的情况下存在运算量大、开关动作频繁等缺陷。因此,为了减少子模块排序运算量,降低开关频率,该文提出了基于改进归并排序的 MMC电容电压均衡法。首先,对引入的归并排序算法均衡工作机理展开了简要叙述,在此基础上,针对算法单次排序比较次数高对算法进行优化处理,进而减少了单次排序运算过程中算法所需的比较次数;并立足于简化后的归并排序算法,引入子模块之间的最大电压偏差比例值,实现降低排序频率与开关损耗,从而形成了具有优越性能的改进归并排序均压控制方法。最后,运用 Matlab/Simulink仿真平台搭建了模块化多电平换流器的直流侧电容电压均压控制模型验证所提改进归并排序均压方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 直流电容 均压 排序算法 归并排序
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400kA预焙阳极铝电解槽电压平衡分析 预览
5
作者 曹阿林 李春焕 《有色金属:冶炼部分》 CAS 北大核心 2019年第4期20-23,共4页
铝电解槽电压主要由阳极压降、卡具压降、极间压降、阴极压降、立柱母线压降、阳极母线压降、反电动势及槽周母线压降等部分组成,铝电解生产过程中保持电压平衡是电解槽平稳高效运行的基本条件。通过对400kA预焙铝电解槽电压平衡测定,... 铝电解槽电压主要由阳极压降、卡具压降、极间压降、阴极压降、立柱母线压降、阳极母线压降、反电动势及槽周母线压降等部分组成,铝电解生产过程中保持电压平衡是电解槽平稳高效运行的基本条件。通过对400kA预焙铝电解槽电压平衡测定,结合生产现状,对电压平衡调整的方向和措施进行了分析和总结,降低电解槽各部位电压降,加强电解槽生产管理,是节能降耗的有效途径。 展开更多
关键词 预焙阳极 400kA铝电解槽 压降 电压平衡
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背靠背五电平二极管钳位型变流器直流环节的电压偏移机理及其载波调制均压策略
6
作者 崔冬冬 葛琼璇 +2 位作者 谭强 周志达 杨博 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期2735-2748,共14页
直流电容的均压控制是多电平二极管钳位型变流器的技术难点。该文以背靠背五电平二极管钳位型变流器为例,首先分析不施加均压控制时变流器系统直流环节的电压偏移机理。其次,证明在整流侧和逆变侧分别注入零序电压,对直流环节各悬浮节... 直流电容的均压控制是多电平二极管钳位型变流器的技术难点。该文以背靠背五电平二极管钳位型变流器为例,首先分析不施加均压控制时变流器系统直流环节的电压偏移机理。其次,证明在整流侧和逆变侧分别注入零序电压,对直流环节各悬浮节点平均电流的影响。据此,建立背靠背五电平变流器系统的直流环节均压控制的数学模型,提出一种基于零序电压注入的主从协同均压控制策略,通过模型预测控制在线计算整流侧和逆变侧所需注入的零序电压。仿真和实验结果表明,在整流侧和逆变侧的不同调制比组合、不同基波频率及不同功率因数下,所提均压算法均具备良好的动态和稳态均压性能。 展开更多
关键词 背靠背 二极管钳位型变流器 五电平 预测控制 电压平衡 零序电压
基于在线式UPS的锂电池组电压均衡研究与设计 预览
7
作者 陈邵权 罗敏夏 倪伟超 《电气开关》 2019年第4期33-35,共3页
UPS锂电池组在使用过程中,由于电池本身的材料差异、外部环境以及内部电路结构原因都可能导致锂电池电压不均衡,由于UPS储能电池长期处于浮充状态,锂电池电压长期不均衡会降低锂电池组的寿命。针对该问题,本文设计了一种可进行充放电的... UPS锂电池组在使用过程中,由于电池本身的材料差异、外部环境以及内部电路结构原因都可能导致锂电池电压不均衡,由于UPS储能电池长期处于浮充状态,锂电池电压长期不均衡会降低锂电池组的寿命。针对该问题,本文设计了一种可进行充放电的均衡电路。该电路安全可靠,同时具有过压低压限值保护,可以有效的均衡各个电池之间电压差,有利于延长电池组的使用寿命。 展开更多
关键词 锂电池组 电压均衡 电压保护
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动车组与电力机车高频化辅助变流系统主电路研究 预览 被引量:1
8
作者 孙大南 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2019年第3期74-81,共8页
高频化是未来轨道交通车辆辅助变流系统轻量化、小型化必然的技术发展趋势,动车组与电力机车的辅助变流系统又具有高压大功率的特殊性。基于高频化实现方式及工程设计存在的局限性分析,提出三种可行的级联式动车组与电力机车高频辅助变... 高频化是未来轨道交通车辆辅助变流系统轻量化、小型化必然的技术发展趋势,动车组与电力机车的辅助变流系统又具有高压大功率的特殊性。基于高频化实现方式及工程设计存在的局限性分析,提出三种可行的级联式动车组与电力机车高频辅助变流系统高频直流链主电路拓扑,分析了各自的特性与工作机理,并着重从成本、效率、体积、控制、均压特性、适应性等关键角度进行详细分析对比,结果显示三电平降压+串联谐振变换器拓扑的综合性能占优,最后通过整机建模仿真分析和功能样机试验验证该主电路的可行性及元件参数设计、系统控制策略的有效性。 展开更多
关键词 电力机车 高频辅助 主电路 均压
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模块化多电平换流器子模块拓扑设计及其控制
9
作者 张建坡 蒋畅 田新成 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期78-83,共6页
根据直流故障电流切断位置不同,首先分析基于交流断路器、直流断路器和模块化多电平换流器子模块拓扑的3种故障抑制技术方案及其特点。然后从切断故障电流角度出发,利用双向可控开关对半桥拓扑进行改进设计以抑制直流故障,并与传统半桥... 根据直流故障电流切断位置不同,首先分析基于交流断路器、直流断路器和模块化多电平换流器子模块拓扑的3种故障抑制技术方案及其特点。然后从切断故障电流角度出发,利用双向可控开关对半桥拓扑进行改进设计以抑制直流故障,并与传统半桥子模块相结合构成混合双子模块拓扑以降低单位电平成本和运行损耗。同时研究在闭锁期间混合双子模块内部电容不均衡充电所导致的电容电压不平衡问题及其应对策略。最后在PSCAD/EMTDC中搭建两端仿真模型,对混合双子模块拓扑直流故障抑制特性及电容电压控制策略进行仿真验证。 展开更多
关键词 直流故障 模块化多电平换流器 混合双子模块 电压平衡
电动汽车电池管理系统的设计 预览
10
作者 徐英浩 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第7期1194-1196,共3页
城市环境的污染以及石油资源的枯竭越发严重,电动汽车的发展不但减少了环境污染,而且缓解了能源枯竭问题,使得电动汽车得到快速发展。作为电动汽车动力源的电池组,其性能决定了电动汽车的行驶表现,因此对电池管理系统的研究很有必要。... 城市环境的污染以及石油资源的枯竭越发严重,电动汽车的发展不但减少了环境污染,而且缓解了能源枯竭问题,使得电动汽车得到快速发展。作为电动汽车动力源的电池组,其性能决定了电动汽车的行驶表现,因此对电池管理系统的研究很有必要。以磷酸铁锂电池为实验对象,以STM32F429IGT6为主控制器,以电压电流的实时状态信息采集,单体电池之间的电压均衡,热安全管理及上位机通信为主要内容进行硬件电路设计,制作了实验样机。 展开更多
关键词 电动汽车 电池管理系统 电压均衡
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基于容量和电压的混合最优控制均衡 预览 被引量:1
11
作者 戴震宇 刘志茹 +2 位作者 贾金环 白鸽 赵小路 《电子技术应用》 2019年第3期108-112,共5页
电动汽车中动力电池的单体之间会逐渐出现不一致性,从而大大降低电池包的性能和使用寿命。针对此问题提出了一种新颖的基于容量和电压的混合最优控制均衡方案,该方案优先进行容量均衡,同时结合电压均衡对电池组进行混合最优控制,此策略... 电动汽车中动力电池的单体之间会逐渐出现不一致性,从而大大降低电池包的性能和使用寿命。针对此问题提出了一种新颖的基于容量和电压的混合最优控制均衡方案,该方案优先进行容量均衡,同时结合电压均衡对电池组进行混合最优控制,此策略充分利用了两种均衡策略的优点。此外,通过实际工况实验,特别是在针对磷酸铁锂动力电池的均衡应用中,充分证明了该方案相比于传统均衡策略——电压均衡,效率更高、均衡效果更好,能够很好地改善电池单体之间的不一致性,提高电池组的充放电容量。 展开更多
关键词 容量均衡 电压均衡 混合最优控制 主动均衡
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直流配电网的电压协同控制及稳定运行研究 预览
12
作者 赖一峰 《电气技术》 2019年第7期42-47,共6页
本文针对直流配电网中存在的功率平衡和电压波动的问题,在研究直流配电网拓扑及多种运行模式的基础上,提出了一种新的分层协调控制方法。该方法通过控制直流母线电压变化量来协调各个子模块的工作方式,它可以在不同条件下保持配电网内... 本文针对直流配电网中存在的功率平衡和电压波动的问题,在研究直流配电网拓扑及多种运行模式的基础上,提出了一种新的分层协调控制方法。该方法通过控制直流母线电压变化量来协调各个子模块的工作方式,它可以在不同条件下保持配电网内功率平衡和电压稳定。电压分段下垂、多点协同的控制策略可以平滑切换各种运行状态。最后搭建系统模型并进行仿真,结果表明,在光照、风速、负荷突变的状态下,该系统模型能快速反应并保持系统稳定,证明了该控制方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 直流配电网 电压波动 功率平衡 分层协调控制 下垂控制
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柔性直流阻尼换流阀充电过程子模块均压特性 预览
13
作者 韩坤 司志磊 +2 位作者 胡四全 夏克鹏 张磊 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2019年第6期8-15,29共9页
针对柔性直流阻尼换流阀系统,研究了充电过程中子模块的均压特性。并以舟山柔直桥臂阻尼恢复装置加装工程为研究背景,基于桥臂阻尼换流阀的设计原理,构建了能反映子模块取能电源及板卡功耗的子模块数学模型。通过理论分析阻尼换流阀充... 针对柔性直流阻尼换流阀系统,研究了充电过程中子模块的均压特性。并以舟山柔直桥臂阻尼恢复装置加装工程为研究背景,基于桥臂阻尼换流阀的设计原理,构建了能反映子模块取能电源及板卡功耗的子模块数学模型。通过理论分析阻尼换流阀充电过程子模块的不均压机理及影响因素,提出了相应的解决措施。仿真与试验结果验证了理论分析的正确性以及解决措施的有效性,为舟山柔性直流阻尼恢复系统加装工程的顺利实施提供了技术支撑。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 阻尼换流阀 充电 均压 等效负载
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锂电池/超级电容混合储能分层协调控制策略 预览
14
作者 朱成龙 杨淑连 +1 位作者 冯磊 徐达 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第10期1672-1675,共4页
混合储能技术在微电网中具有广泛的应用。根据混合储能系统的连接方式,提出了一种基于锂电池/超级电容混合储能的分层协调控制策略。该控制策略实现了混合储能系统内外层的功率平衡,其中外层控制策略平抑直流母线电压的波动,内层控制策... 混合储能技术在微电网中具有广泛的应用。根据混合储能系统的连接方式,提出了一种基于锂电池/超级电容混合储能的分层协调控制策略。该控制策略实现了混合储能系统内外层的功率平衡,其中外层控制策略平抑直流母线电压的波动,内层控制策略优化外层储能设备的SOC(state of charge),防止储能设备的过充和过放。在MATLAB/Simulink中搭建混合储能系统的仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 混合储能 分层控制 直流电压 SOC 功率平衡
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铝电解槽低散热理想状态的研究 预览
15
作者 王俊青 李昌林 +2 位作者 周云峰 方斌 王俊伟 《轻金属》 北大核心 2019年第5期26-29,共4页
将铝电解槽整个散热体系划分为阳极区散热(上部散热)和阴极区散热(下部散热),其中阳极区包括烟气、上部结构、槽罩板和槽沿板;阴极区包括阴极区侧部和槽底,而阴极区侧部还可细分为侧部熔体区、侧部阴极区和侧部耐火保温区。本文以200 k... 将铝电解槽整个散热体系划分为阳极区散热(上部散热)和阴极区散热(下部散热),其中阳极区包括烟气、上部结构、槽罩板和槽沿板;阴极区包括阴极区侧部和槽底,而阴极区侧部还可细分为侧部熔体区、侧部阴极区和侧部耐火保温区。本文以200 kA电解槽为例,通过现场实际测量结果和分析计算,给出了低电压运行条件下铝电解槽较小且比较合理的散热分布状况,同时分析了电解温度、两水平、氧化铝单耗、阳极毛耗和阳极净耗等工艺条件对能量平衡的影响。 展开更多
关键词 铝电解槽 低电压 散热 能量平衡
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一种全桥MMC型电力电子变压器的优化均压控制策略 预览 被引量:1
16
作者 殷伟 吕洋 +3 位作者 马大俊 章隽 谢夏寅 朱海勇 《可再生能源》 北大核心 2018年第11期1684-1691,共8页
介绍了基于全桥MMC级联ISOP DC-DC变换器型电力电子变压器的工作原理和等效电路;分析了传统载波移相PWM控制和最近电平逼近调制均压策略的优缺点;提出了一种结合载波移相PWM和最近电平逼近调制的MMC优化均压策略。该优化均压策略可快速... 介绍了基于全桥MMC级联ISOP DC-DC变换器型电力电子变压器的工作原理和等效电路;分析了传统载波移相PWM控制和最近电平逼近调制均压策略的优缺点;提出了一种结合载波移相PWM和最近电平逼近调制的MMC优化均压策略。该优化均压策略可快速有效地控制MMC子模块电容电压平衡,同时保证电网电流谐波含量低的特性。文章通过Simulink仿真,验证了所提出的电力电子变压器优化均压控制策略的有效性。 展开更多
关键词 电力电子变压器 模块化多电平 电压平衡 最近电平逼近 载波移相
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超级电容器组快速电压均衡方法研究 预览
17
作者 张政 刘仁金 刘世林 《新乡学院学报》 2018年第6期11-15,25共6页
分析了造成超级电容器单体间电压不均衡的原因,阐述了能量转移型和消耗型两种常规均衡模式,在能量转移型均衡模式的基础上提出了一种改进的平均值电感储能电压均衡法。通过MATLAB仿真证实了该方法能快速有效地均衡各超级电容器之间的电压。
关键词 电感均压 超级电容器 电压均衡 MATLAB
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超级电容在行车记录仪中的应用 预览
18
作者 杨沛 《微型电脑应用》 2018年第11期138-139,144共3页
超级电容充放电速度快,性能稳定,环保安全,目前相关研究都集中在电动车能源方面,但其在行车记录仪之类的车载电子产品的应用也非常适合。介绍并分析了在行车记录仪应用中的充放电电路设计原理和实例,给出了设计中的注意事项,如增加均压... 超级电容充放电速度快,性能稳定,环保安全,目前相关研究都集中在电动车能源方面,但其在行车记录仪之类的车载电子产品的应用也非常适合。介绍并分析了在行车记录仪应用中的充放电电路设计原理和实例,给出了设计中的注意事项,如增加均压设计,通过分析验证,提供了具体解决方法和实际电路。同时也给出了实际使用,安装,贮存时的注意事项,可为今后超级电容在车载电子用品的应用提供参考。 展开更多
关键词 超级电容器 均压设计 充电电路
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电动汽车电池荷电状态及电压均衡的研究 预览
19
作者 樊世鑫 周莉 《数码设计》 2018年第3期46-47,49共3页
针对电动汽车电池管理中荷电状态的估计以及电压均衡的问题,提出一种基于安时积分法荷电状态(SOC)估算为前提的能量闭环控制的解决方法,并设计出相应的能量控制电路。该方法首先通过对总电流的积分估算出电池的荷电状态,然后对电池组的... 针对电动汽车电池管理中荷电状态的估计以及电压均衡的问题,提出一种基于安时积分法荷电状态(SOC)估算为前提的能量闭环控制的解决方法,并设计出相应的能量控制电路。该方法首先通过对总电流的积分估算出电池的荷电状态,然后对电池组的直流电进行逆变,再通过变压器把能量转换到整流电路中,经过滤波后对单体电池充电,以达到电压均衡效果。实验结果表明:该方法能够有效改善电动汽车电池性能,使得单体电池的电压大小基本稳定在同一值。 展开更多
关键词 荷电状态 能量控制电路 电压均衡
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基于固态变压器直流侧电压平衡控制的SVPWM算法
20
作者 刘凯 陈才学 文军 《电气工程学报》 2018年第2期29-35,共7页
固态变压器作为能源互联网的核心设备具有电压等级转换和隔离的功能,可以有效地整合分布式可再生能源,但模块级联H桥型固态变压器也存在各个H桥模块之间的均压问题。本文首先研究了单相任意单元数级联H桥固态变压器的SVPWM及其电压平衡... 固态变压器作为能源互联网的核心设备具有电压等级转换和隔离的功能,可以有效地整合分布式可再生能源,但模块级联H桥型固态变压器也存在各个H桥模块之间的均压问题。本文首先研究了单相任意单元数级联H桥固态变压器的SVPWM及其电压平衡控制原理,提出一种固态变压器电压环控制一个H桥直流母线电压,然后通过在SVPWM中增加一个新控制环控制其他H桥的矢量脉冲宽度,从而使其他H桥电压跟随的控制策略来实现各个H桥均压的目的。最后通过仿真验证了所提控制策略的正确性。 展开更多
关键词 固态变压器 单相级联H桥 均压
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