电力电子技术杂志   北大期刊CSCD期刊统计源期刊

摘要：特定谐波消除脉宽调制（SHEPWM）方法具有功率器件开关损耗低、输出电压质量高、有效消除低次谐波等优点,在三电平逆变器的控制中得到广泛应用.这里在分析三电平SHEPWM方法原理的基础上,采用多目标粒子群优化（MOPSO）算法求解三电平SHEPWM开关角,将非线性方程组的求解转化为对特定目标的优化,无需给定开关角初始值;分析了该方法的谐波特性,包括未消除谐波幅值的变化规律和总谐波畸变率（THD）的变化规律.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性,SHEPWM方法达到了消除特定低次谐波的目的.

摘要：采用虚拟电网磁链矢量作为电压型脉宽调制（PWM）整流器直接功率控制（DPC）中的控制量可达到省去交流侧电网电压传感器、降低硬件成本、提高系统稳定性的目的,因此如何在电网电压发生突变时准确快速地观测虚拟电网磁链及如何实现开关频率的恒定就成为PWM整流器无电网电压传感器运行的关键.通过深入分析虚拟磁链特点,结合预测控制技术,提出一种基于虚拟磁链的预测直接功率控制（VF-P-DPC）方法,同时提出采用四阶级联型低通滤波器取代传统纯积分器来构造新型磁链观测器.实验表明所提方法不仅在稳态时具有优良的控制效果,且在电网电压突变时动态响应速度快,过渡过程中直流侧电压、有功、无功功率波动小.

摘要：冗余子模块（SM）是保证模块化多电平换流器（MMC）正常稳定运行的前提.介绍了MMC含冗余SM的工作原理和数学模型,分析了3种SM冗余保护方案,提出MMC动态冗余运行方案.为抑制SM电容电压波动,提出能量均衡控制及基于电容电压排序算法的调制策略.基于Matlab/Simulink所构建模型的仿真结果表明,动态冗余控制策略可保证冗余SM正常参与工作并保持电容电压稳定,系统整流侧可输出良好的直流电压.

摘要：为抑制模块化多电平变换器（MMC）的内部环流,提出了两种环流抑制方案：方案1只抑制环流中的交流分量,方案2采用既抑制交流分量同时控制直流分量的控制策略;方案2与方案1相比具有较快的动态响应特性.对各种多电平脉宽调制（PWM）技术进行了比较分析,并重点研究了上、下桥臂分别采用载波交错PWM和非交错PWM时对桥臂电流、子模块电容电压和输出电压、电流的影响,研究结果表明：采用载波交错PWM可改善输出电压、电流波形,但会增加桥臂电流纹波.最后通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提控制策略的有效性.

摘要：为更好推进“电力系统与电力电子”相关技术研究与应用，本刊拟将2015年第12期辟为“电力系统中的电力电子技术”专辑。欲投稿作者请于2015年10月1日前将论文发送至本刊编辑部邮箱（Email：dldzjstg@163．com）。并注明“电力系统中的电力电子技术专辑”字样。所投论文将按本刊常规审稿程序请国内外同行专家评审，评审结果将于2015年11月1日前通知作者。本刊邀请华中科技大学陈坚教授和华北电力大学肖湘宁教授作为本专辑的特邀主编。

摘要：为提高传统Boost变换器的电压增益,降低开关管电压应力,减小变换器损耗,将开关电容和开关电感应用在传统Boost变换器中,提出一种具有开关电容单元的电感集成Boost变换器.利用开关电感与开关电容替代传统Boost变换器中的储能电感与滤波电容,并对开关电感进行了耦合集成.分析了变换器的工作模态,推导得到了变换器电压增益表达式,并研究了电感串联等效电阻对变换器电压增益的影响;分析了开关管电压应力与电感电流纹波的大小.与传统Boost变换器相比,具有开关电容单元的电感集成Boost变换器的电压增益增加一倍,开关管电压应力减小了一半,电流纹波减小接近1/2.样机实验结果验证了理论分析的正确性,表明具有开关电容单元的电感集成Boost变换器具有优良的综合性能.

摘要：介绍了一种应用新型磁反馈技术的推挽半桥变换器,新型的推挽半桥变换器将开关管承受的电压箝位在输入电压,降低了开关管的电压应力;漏感能量能通过箝位二极管回馈到输入电源,提高了变换器效率;无直连的开关管,其结构消除了直通的隐患.新型的磁隔离技术直接引入输出电压作为反馈量,提高了变换器的可靠性及控制精度,可适用于高可靠性要求的航空航天等领域.

摘要：设计了Power PC＋现场可编程门阵列（FPGA）共同控制的三电平变流器空间矢量脉宽调制（SVPWM）平台,将部分算法放入FPGA内完成,减少了Power PC的计算量,有利于Power PC的功能扩展和复杂算法实现.除常规的死区控制和最小脉宽控制外,将安全封脉冲控制方法引入,使系统在故障或封脉冲指令时更安全可靠,避免了开关切换时的桥臂直通、功率开关动作时间不足和单个功率开关承受全部母线电压等问题.在2.5 MVA水冷中压风电变流器系统中验证了该控制方法的有效性和可靠性.

摘要：研究了一种三电平中点箝位型（NPC）逆变器保护控制策略.针对三电平NPC逆变器内外管损耗不均,可能导致个别开关发生热过载的问题,研究了一种基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的热过载保护容差控制策略.当逆变器个别开关由于某种原因发生热过载时,利用冗余小矢量改变开关策略使热过载的IGBT模块负载减少并使得损耗重新分配.因此,热量从受影响的开关模块转移到其他开关器件,过热的开关热量将减少.使用这种控制方法,可使逆变器的可靠性和寿命达到最大化.该方法同样能保证三电平逆变器的中点电位平衡,且无需增加额外的硬件.实验结果验证了该控制策略的可行性.

摘要：脉宽调制（PWM）整流器控制策略常以电网电压平衡环境为基础.在此着重研究电网不平衡状态时三相PWM电压型整流器（VSR）特性及其控制策略,提出电网电压不平衡环境下预测电流控制算法,在一个PWM开关周期内,利用己知电流状态,预测下一个采样时刻达到预期电流所需的控制电压值.该方法因无需进行网侧电流正、负序分量计算,从而减少内环电流调节器数目,简化了控制算法,提高了系统计算速度.其暂态过渡过程仿真和基于RT-LAB半实物实时实验结果表明,该控制方法无论电网电压是否平衡,系统均具有动态响应快、功率因数高、输出电压稳定性好的特性,能显著抑制网侧电网不平衡对PWM整流器性能的影响.

摘要：传统多电平空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法需要复杂的扇区判断和大量三角函数计算,不易于向更高电平级数扩展.研究了一种简化的基于参考电压矢量分解的三电平SVPWM算法.该算法将两电平SVPWM算法应用到多电平SVPWM算法,简化了扇区判断,避免了三角函数运算.分析三电平逆变器中点电压不平衡的机理,给出中点电压平衡控制策略.该策略易于推广到多电平SVPWM算法.实验验证了该控制算法的有效性.

摘要：为优化高压直流输电（HVDC）接入点电能品质,提出一种模块化多电平选择谐波消除脉宽调制（MSHE-PWM）方法.MSHE-PWM方法在保持功率器件最低动作频率的基础上,可满足输出PWM波形低次谐波的精确消除.首先,建立了模块化多电平换流器（MMC）拓扑的基本数学模型,指出了子模块（SM）均压控制原理;分析了MSHE-PWM开关角度离线求取原理与实现方式;最后,基于MMC无功补偿实验样机进行MSHE-PWM控制性能验证.实验结果表明,所提MSHE-PWM方法满足低开关频率、无低次谐波等性能指标,验证了其应用于HVDC接入点电能品质优化的可行性和有效性.

摘要：不平衡条件下电网负序分量会通过三相电压源变流器（VSC）的常规控制策略在交直流侧产生奇、偶次谐波污染.对此问题,利用高频模型,通过分析交直流侧瞬时功率流阐明了交直流侧谐波之间的动态关系,并提出了控制的依据和目标;利用T/4延迟法精确分离了正、负序分量,并引入负载电流前馈控制,优化了传统双比例积分（PI）控制;通过研究直流侧瞬时功率平衡,将电压平方作为控制目标,更深入地反映了系统数学模型.通过样机实验及软件仿真,证明了改进的控制方法在响应时间及超调上具有优越性.

摘要：针对能馈型交流电子负载传统控制精度低、动态效应差、实现难度大等问题,将准比例谐振（QPR）控制用于电流控制器的设计.首先介绍了能馈型交流电子负载的原理及结构;其次对系统整体控制方案进行了设计,模拟变换器采用单电流环控制,并网变换器采用电流内环和带二次陷波器的电压外环双闭环控制,可以准确模拟真实负载和能量单位功率因数回馈电网,达到节能的效果;最后,通过仿真和样机实验结果验证了理论的正确性.

摘要：提出了一种优化的高速电机驱动电路.在传统的三相逆变电路前端加入多路交错并联的无损缓冲Buck变换器,实现了开关管的零电流开通（ZCS）、零电压关断（ZVS）,从而解决了高开关频率下的损耗问题,提高了系统的效率及可靠性.同时多路无损缓冲电路共用一个二极管和电感,可有效减小变换器体积,提高功率密度.详细分析了该变换器的原理,并通过实验验证了分析和设计的正确性和可行性.