三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术

三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术近年来，随着科技的不断发展，三电平逆变器并联系统正逐步成为传统电力转换系统中重要的发电设备。它具有低成本、高效率、结构简单、尺寸小、寿命长、可靠性高等一系列优点，可用于提供社会用电及工业生产。然而，并联系统的一个主要挑战是零序环流的发生。零序环流的发生会增加电网的损耗，降低线路的可靠性，增加附近电气设备的电磁辐射，从而造成安全隐患。因此，必须采取技术措施进行零序环流抑制。

鉴于三电平逆变器并联系统中存在的零序环流问题，研究者采用了电感串联、阻容分块结构和反射环节抑制等技术措施，使零序电流成为正序电流，从而达到抑制零序环流的目的。首先，研究者利用电感串联的原理，通过在三电平逆变器系统的入口处加入电感，使负序形成的零序电流受到电感的阻碍而不能流入电网，从而抑制零序环流的发生。其次，采用阻容分块结构，利用不同容量之间的电容和电感生成传入网络的正序电流，和出口的负序电流。最后，可以利用反射环节抑制的原理，即利用电容和电感的一对等效电阻，使负序回路的有效阻抗受到削弱，从而使零序电流受到有效的抑制。

综上所述，研究者提出的三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术，从技术形式上来说，可分为电感串联法、阻容分块法和反射环节抑制法，从理论分析上，这三种技术均可有效抑制零序环流发生。因此，当设计一个三电平逆变器并联系统时，应结合使用电感串联、阻容分块结构和反射环节抑制等技术，以有效抑制三电平逆变器并联

系统的零序环流。

结论

三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术采用了电感串联、阻容分块结构和反射环节抑制，可有效抑制三电平逆变器并联系统中的零序环流问题，从而提高电网的损耗、可靠性，降低电磁辐射，避免安全隐患。

对称式三电平逆变器

对称式三电平逆变器 对称式三电平逆变器：实现高效电能转换的关键技术 一、引言 在当今电力系统中，逆变器作为电能转换的核心设备，起到了将直流电能转换为交流电能的关键作用。而对称式三电平逆变器作为一种高效电能转换技术，正在逐渐引起人们的关注和重视。本文将深入探讨对称式三电平逆变器的原理、特点以及在电能转换中的应用，并分享个人观点和理解。 二、对称式三电平逆变器的原理及特点 1. 原理： 对称式三电平逆变器通过采用三个开关和两个电容构成的电路，将输入的直流电源转换为具有三个电平的输出交流电源。其中，两个电容的引入有助于提升逆变器的输出电平，从而降低了输出谐波和交流滤波器的成本和体积。 2. 特点： （1）高效性：由于对称式三电平逆变器具有更少的开关失配和更低的开关功率损耗，因此能够实现更高的电能转换效率。 （2）低谐波：对称式三电平逆变器能够产生更纯净的输出波形，有效

降低输出谐波含量，符合电力系统对电能质量的要求。 （3）减小滤波器成本和体积：通过引入两个电容，对称式三电平逆变器能够减小对输出滤波器的依赖，从而降低其成本和体积。 三、对称式三电平逆变器在电能转换中的应用 对称式三电平逆变器由于其高效、低谐波和减小滤波器成本和体积等特点，在电能转换领域得到了广泛的应用。以下是几个典型的应用场景： 1. 变频调速系统：对称式三电平逆变器可以用于驱动工业电机的变频调速系统。它能够实现高效的电能转换，提高电机的运行效率，并且符合对电网质量要求的低谐波要求。 2. 太阳能发电系统：对称式三电平逆变器在太阳能发电系统中也有广泛应用。它能够将太阳能板产生的直流电能转换为交流电能，并且输出的电能质量较高，对电网的影响较小。 3. 新能源微电网系统：对称式三电平逆变器在新能源微电网系统中具有重要应用价值。其高效、低谐波的特点可以保证电网的稳定运行，并且能够更好地适应不同的电网负载需求。 四、个人观点和理解 对称式三电平逆变器作为一种新型电能转换技术，在电力系统中具有

逆变器并联运行零序环流抑制方法的研究 - 副本

逆变器直接并联运行零序环流抑 制方法的研究 摘要:逆变器并联技术是潮流能发电系统提高可靠性和扩展容量的有效手段之一，逆变器直接并联运行可减 小系统体积、降低成本，但并联运行时会产生零序环流。本文建立了潮流能发电系统中直接并联运行的逆 变器在同步旋转坐标系下的状态模型，在此基础上分析了零序环流产生的机理并提出了一种抑制零序环流 的方法。该方法通过调节各并联逆变器SVPWM调制算法中零序电压矢量在每个PWM周期中的作用时间（即调 节零序电压平均值）来控制输出零序电流为零，从而达到消除零序环流的目的。通过建立零序电流闭环控 制模型分析并得到了闭环控制稳定运行的约束条件。实验结果证明该方法能有效抑制零序环流。 关键词：逆变器并联；状态模型；零序环流；潮流能 1、引言 潮流能是一种清洁无污染、蕴藏量丰富的可再生能源，随着传统矿石能源（煤、石油、天然气等不可再生能源）日益枯竭，世界各国对潮流能的开发利用愈加重视[1,2]。由于潮流发电装置往往远离海岸，所以对发电装置的可靠性和安装便利程度要求比较高。逆变器作为潮流能发电系统的重要组成部分，其可靠性直接影响着整个发电系统的可靠性。逆变器采用并联技术可提高其运行可靠性、易于扩展系统容量、缩短开发周期、便于安装和布局[3-8]。为了提高系统可靠性和扩展容量，在潮流能发电系统中采用多个逆变器并联运行的拓扑结构。由于逆变器输入输出并联，可能存在零序电流（即零序环流）通路，如果不采取有效措施抑制零序环流，将影响系统稳定性、降低系统性能[3-8]。传统抑制零序环流的方法主要有两种[5]，一种是交流输出采用工频隔离变压器[9,10]；另一种是直流输入采用隔离直流电源[11-13]或隔离直流变换器[14]。但是这两种方法均会增加系统成本、降低系统效率、占用额外空间。为此，本文逆变器采用共用直流母线且无输出隔离变压器的直接并联结构，拓扑结构如图1所示。 1

三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术

三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术近年来，随着科技的不断发展，三电平逆变器并联系统正逐步成为传统电力转换系统中重要的发电设备。它具有低成本、高效率、结构简单、尺寸小、寿命长、可靠性高等一系列优点，可用于提供社会用电及工业生产。然而，并联系统的一个主要挑战是零序环流的发生。零序环流的发生会增加电网的损耗，降低线路的可靠性，增加附近电气设备的电磁辐射，从而造成安全隐患。因此，必须采取技术措施进行零序环流抑制。 鉴于三电平逆变器并联系统中存在的零序环流问题，研究者采用了电感串联、阻容分块结构和反射环节抑制等技术措施，使零序电流成为正序电流，从而达到抑制零序环流的目的。首先，研究者利用电感串联的原理，通过在三电平逆变器系统的入口处加入电感，使负序形成的零序电流受到电感的阻碍而不能流入电网，从而抑制零序环流的发生。其次，采用阻容分块结构，利用不同容量之间的电容和电感生成传入网络的正序电流，和出口的负序电流。最后，可以利用反射环节抑制的原理，即利用电容和电感的一对等效电阻，使负序回路的有效阻抗受到削弱，从而使零序电流受到有效的抑制。 综上所述，研究者提出的三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术，从技术形式上来说，可分为电感串联法、阻容分块法和反射环节抑制法，从理论分析上，这三种技术均可有效抑制零序环流发生。因此，当设计一个三电平逆变器并联系统时，应结合使用电感串联、阻容分块结构和反射环节抑制等技术，以有效抑制三电平逆变器并联

系统的零序环流。 结论 三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术采用了电感串联、阻容分块结构和反射环节抑制，可有效抑制三电平逆变器并联系统中的零序环流问题，从而提高电网的损耗、可靠性，降低电磁辐射，避免安全隐患。

三电平逆变器控制策略的研究

三电平逆变器控制策略的研究 三电平逆变器是一种高效、可靠、低损耗的逆变器，被广泛应用于风 力发电系统、太阳能发电系统、电动汽车和UPS电源等领域。在三电平逆变器中，控制策略是实现其高效运行的关键。该逆变器控制策略 主要包括PWM控制策略和MPPT控制策略。 PWM控制策略是三电平逆变器中常用的一种控制策略。该策略通过改变逆变器的参考电压来控制输出电压。在PWM控制策略中，三个半 桥电路中的两个半桥采用异步PWM控制，而一个半桥采用同步 PWM控制。由于采用异步PWM控制，因此三电平逆变器的输出波 形会产生谐波。为了降低谐波含量，需要采用滤波电路进行滤波处理。 MPPT控制策略是三电平逆变器在太阳能发电系统中的常用控制策略 之一。该策略可以实现太阳能电池板的最大功率点跟踪，从而提高电 池板的效率。MPPT控制策略主要基于模糊控制、PID控制和神经网 络控制等算法，通过调节逆变器的电压和频率来控制电池板的输出功率。 另外，对于三电平逆变器控制策略的优化，研究者们还开展了众多的 研究工作。例如，针对三电平逆变器中的谐波问题，可以采用多级拓 扑结构来实现谐波抑制。此外，基于深度学习模型的控制策略也是研

究的热点之一。其利用深度学习模型的优异性能来自动优化控制策略，提高逆变器的控制精度和运行效率。 综上所述，三电平逆变器控制策略是三电平逆变器高效运行的关键， 也是研究热点之一。目前，PWM控制策略和MPPT控制策略是三电 平逆变器较为常用的控制策略。未来，基于多级拓扑结构和深度学习 模型等技术，将进一步优化三电平逆变器的控制策略，以满足越来越 严苛的工业和环境要求。

并联无隔离光伏并网逆变器漏电流和环流抑制研究

并联无隔离光伏并网逆变器漏电流和环流抑制研究 张贞艳;高磊;张锦 【摘要】并联无隔离光伏并网逆变器会产生漏电流和环流问题.在分析三电平逆变器共模等效模型的基础上,采用改进型LCL滤波器,将滤波器电容公共连接点和直流侧电容中点相连,能够滤除寄生电容电压的高频分量,减少共模漏电流.无隔离光伏并网逆变器并联能增加系统容量和可扩展性,但产生的零序环流会降低系统效率,而传统方法很难实现环流抑制.提出一种新型SVM调制方法,通过实时改变零矢量作用时间实现精准控制,能够实现多台逆变器在电流不相等情况下的环流抑制.最后通过实验验证了所提拓扑和算法的有效性.%The parallel non-isolated photovoltaic grid connected inverter can generate leakage current and circulating current. Analyzed the equivalent model of three-level inverter and usesd improved LCL filter whose capacitor common connection point connectes DC-side capacitor neutral point to filter out high frequency component of the parasitic capacitance voltage,and to reduce common mode leakage currents. Non-isolated photovoltaic grid connected inverter could increase system capacity and scalability in parallel,but the zero sequence circulating current could reduce the system efficiency,and then the traditional method is difficult to achieve the circulation suppression. A novel SVM modulation method was proposed. This method could realize the precise control by changing the function time of zero vector in real time and could achieve circulating current restrain of more than one inverters in the unequal current situation. Finally,the experimental results show that the proposed topology and algorithm are effective.

npc三电平逆变器工作原理

npc三电平逆变器工作原理 NPC三电平逆变器是一种常用的电力电子变流器，适用于交流电力系统中的无功补偿、电力质量改善和电力传输等方面。它的工作原理基于多电平脉宽调制技术，可以有效地将直流电能转换为交流电能，并保持输出电压的稳定性和纹波度的低。 我们来了解一下什么是多电平脉宽调制技术。多电平脉宽调制技术是一种改变脉冲宽度的方法，通过调整脉冲宽度的比例，可以得到多个不同电平的输出电压。在NPC三电平逆变器中，采用了三电平的输出电压，因此可以实现更高的输出电压精度和更低的输出纹波度。 在NPC三电平逆变器中，主要由三个H桥逆变器组成，分别连接在直流侧和交流侧。每个H桥逆变器由四个功率开关管组成，通过开关管的导通和截止来控制电流的流向。通过对这些开关管的控制，可以将直流电压转换为三个不同电平的交流电压。 当正弦交流电压的频率和幅值确定后，可以通过改变各个开关管的导通时间来控制输出电压的大小和波形。在NPC三电平逆变器中，通过控制各个开关管的导通和截止，可以实现三个不同电平的输出电压。这样，可以实现更精确的电压控制和更低的纹波度。 为了实现精确的控制，NPC三电平逆变器通常采用PWM调制技术。PWM调制技术是一种通过改变开关管的导通时间，使输出电压呈

现脉冲宽度的方法。通过调整脉冲宽度的比例，可以得到不同的输出电压。在NPC三电平逆变器中，通过PWM调制技术，可以控制各个开关管的导通时间，从而实现三个不同电平的输出电压。 在NPC三电平逆变器中，还需要配备控制电路，用于监测输入电流、输出电压和开关管的状态，并根据需要对开关管进行控制。控制电路通常采用微处理器或DSP芯片，可以实时监测和控制逆变器的工作状态，保证其稳定可靠的运行。 NPC三电平逆变器通过多电平脉宽调制技术和PWM调制技术，将直流电能转换为三个不同电平的交流电能。通过精确的控制和调节，可以实现稳定的输出电压和低纹波度，适用于交流电力系统中的无功补偿、电力质量改善和电力传输等方面。这种逆变器具有输出电压精度高、纹波度低和控制灵活等优点，在电力领域得到了广泛的应用。

逆变器 并联 环流

逆变器并联环流 逆变器是一种电子设备，可以将直流电转换为交流电。而并联是指将多个逆变器连接在一起，共同工作。环流是指在并联逆变器中，由于各逆变器的工作特性不同，可能会出现环路电流的现象。 逆变器的作用是将直流电源转换为交流电源，以满足各种电器设备对电能的需求。在太阳能发电系统中，逆变器起到将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电的作用。在风力发电系统中，逆变器将风力发电机产生的直流电转换为交流电。逆变器在电力系统中也扮演着重要的角色，可以将直流输电线路转换为交流电，并实现与交流电网的互联。 然而，单个逆变器的功率有限，无法满足大功率负载的需求。为了满足大型电力系统对电能的需求，多个逆变器可以通过并联的方式协同工作。并联逆变器可以提高系统的输出功率，增强电能的稳定性和可靠性。 在并联逆变器中，由于每个逆变器的工作特性可能有所不同，可能会导致电流在逆变器之间形成环路。环路电流会导致能量的损失和电路的不稳定。为了解决这个问题，需要采取一些措施来减小环路电流。 一种常见的方法是通过控制逆变器的输出电压来消除环路电流。通过监测各逆变器的输出电压，可以实时调整逆变器的输出电压，使

其保持一致。另外，还可以通过在逆变器的输入端添加电感或电容来抑制环路电流的产生。 除了消除环路电流，并联逆变器还需要解决各逆变器之间的功率分配问题。在并联逆变器中，各逆变器的负载可能存在差异，导致功率不均衡。为了实现功率的均衡分配，可以采用功率控制器来监测各逆变器的输出功率，并根据负载情况进行调整。 并联逆变器的应用范围广泛。在太阳能发电系统中，由于太阳能电池板的输出功率可能会受到天气等因素的影响，通过并联多个逆变器可以提高系统的输出功率和可靠性。在电力系统中，通过并联多个逆变器可以实现电能的可靠传输和分配。 逆变器的并联和环流是解决大功率负载需求和提高电能稳定性的重要手段。通过合理设计并联逆变器的电路结构和控制方法，可以有效消除环路电流，并实现功率的均衡分配。并联逆变器在太阳能发电系统和电力系统中的应用具有重要意义，可以提高系统的输出功率和可靠性，推动清洁能源的发展。

三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术

三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术 随着逆变器在各个领域的广泛应用，逆变器并联系统的零序环流抑制技术成为了关注的焦点。传统的两电平逆变器存在着很多问题，例如输出电压的失真程度较大，电流谐波含量高等问题。而三电平逆变器具有更好的输出性能，其输出波形更加接近正弦波，谐波含量较低。因此，三电平逆变器在应用中得到了广泛推广。 但是，在三电平逆变器并联系统中，由于系统中存在交流配电网的接地作用，会引起零序电流的流动，这会对系统的安全稳定构成一定的威胁。因此，研究如何有效抑制零序环流成为了必然之举。本文主要介绍三电平逆变器并联系统的零序环流抑制技术。 1.零序环流的成因 在三电平逆变器并联系统中，零序电流主要由两个方面产生。一个是由于系统中存在的容抗不平衡，另一个是由于交流配电网的接地作用。首先，容抗不平衡会使得系统的电流发生偏差，其中部分偏差会产生零序电流。这部分零序电流会在电容中流动，导致电容电压的变化。 其次，交流配电网的接地作用会导致系统的零序电流增大。由于三电平逆变器没有直接接地，交流连接点是高阻抗连接，当输出电流无法通过交流连接点的时候，就会产生零序电流。这部分零序电流主要流动在交流连接点周围的地线中，导致系统出现电压波动或破坏系统设备。 2.零序环流抑制技术 针对上述问题，研究人员提出了多种零序环流抑制技术，如下所述： （1）无源滤波器：无源滤波器是指由电感和电容组成的LC滤波器。该技术的特点是结构简单，成本较低。但是，在使用过程中会产生耗能，同时会引起系统谐波扭曲，降低系统的输出性能。 （2）主动滤波器：主动滤波器采用比传统滤波器更高的电压、电流采样精度，通过控制输出电压来实现对零序电流的调节。该技术的主要优点是可以更好的控制谐波扰动，实现更好的电压平衡，提高系统的输出品质。 （3）间接控制法：间接控制法通过在逆变器的输出端进行测量，利用较小的调节信号实现对零序电流的控制。该技术的优点是不增加系统的成本，同时可以实现更好的控制精度，提高系统的稳定性。 以上零序环流抑制技术，每种技术都有其各自的优缺点，具体采用哪种技术需要根据实际情况进行综合考虑。同时，为了更好的抑制零序环流，在设计逆变器并联系统时，需要注重系统的电源设计和电机设计，减少容抗不平衡的影响，从而降低系统的零序电流。

三电平逆变器控制系统软件设计

三电平逆变器控制系统软件设计 1.引言 2.功能需求分析 根据三电平逆变器的工作原理和性能要求，我们对控制系统的功能进行了需求分析，主要包括以下几个方面： 2.1信号采集与处理 控制系统需要从多个传感器中采集输入信号，包括电流、电压、温度等参数。采集到的信号需要进行处理，并送入控制算法进行进一步的分析和计算。 2.2控制算法设计 三电平逆变器的控制算法包括电流控制、电压控制以及并网控制等。在电流控制方面，常用的方法有PI控制和模型预测控制等；在电压控制方面，可以采用PWM调制技术进行控制；并网控制方面可以采用功率因数控制和谐波抑制控制等。控制算法设计需要结合具体的应用场景和性能要求。 2.3驱动与保护 控制系统需要对逆变器中的功率开关管进行驱动，以实现逆变器的正常运行。同时，控制系统还需要对逆变器进行保护，监测逆变器的工作状态和温度，当发生故障或异常情况时，及时采取保护措施，以确保逆变器和整个系统的安全运行。 2.4数据存储与通信

控制系统需要将采集到的信号和计算结果进行存储，以备后续的分析和故障诊断。同时，控制系统还需要支持远程通信功能，以方便对逆变器进行远程监控和调试。 3.总体架构设计 控制系统由三个主要部分组成：信号采集与处理模块、控制算法模块和驱动与保护模块。其中，信号采集与处理模块负责从传感器中采集输入信号，并进行预处理；控制算法模块负责根据输入信号进行控制算法的计算和控制决策；驱动与保护模块负责对逆变器进行驱动和保护。 同时，控制系统还需要具备数据存储和通信功能，以支持数据的存储和远程监控。数据存储模块负责对采集到的信号和计算结果进行存储；通信模块负责与上位机或其他设备进行通信，实现远程监控和控制。 4.控制算法设计 根据三电平逆变器的工作原理和性能要求，我们设计了一套完整的控制算法，包括电流控制、电压控制和并网控制等。在电流控制方面，我们采用了PI控制算法进行实时控制；在电压控制方面，我们采用了PWM调制技术进行实时控制；在并网控制方面，我们采用了功率因数控制和谐波抑制控制等算法进行实时控制。 5.驱动与保护设计 为了实现逆变器的正常运行和保护控制系统的安全运行，我们设计了一套完善的驱动与保护策略。驱动模块使用适当的电压和电流驱动电路对功率开关管进行驱动，确保逆变器的正常工作。保护模块监测逆变器的工作状态和温度，当发生故障或异常时，及时采取保护措施，如断电、降功率或报警等。

VSC-HVDC并联运行系统中零序环流的抑制

VSC-HVDC并联运行系统中零序环流的抑制 付子义;杜田雨 【摘要】采用共交直流母线并联的VSC-HVDC系统可以提高其传输容量,但需要解决换流器模块间电流分配不均及环流问题.分析了零序环流产生的原因,建立了逆变侧并联模块的数学模型.在上述分析基础上,提出一种基于旋转坐标系的零序环流控制策略.通过模块并联以及载波移相技术,增加了系统的容量并提高了波形质量.仿真结果验证了控制策略的有效性. 【期刊名称】《软件》 【年(卷),期】2018(039)009 【总页数】5页(P16-20) 【关键词】并联运行;共直流母线;零序环流;载波移相 【作者】付子义;杜田雨 【作者单位】河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作 454150;河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作 454150 【正文语种】中文 【中图分类】TM721 近年来，随着电力半导体技术迅速发展及计算机控制技术的应用[1]，以电压源换流器(Voltage source converter, VSC)和IGBT为基础的柔性直流输电技术(VSC-HVDC)，把高压直流输电(high voltage direct current; HVDC)的容量延伸到了几MW到几十MW，这种小功率的柔性直流输电技术有很好的应用前景[2-4]。

采用电压源型换流器（VSC）和脉冲宽度调制技术（Pulse Width Modulation; PWM）的新型高压直流输电技术得到了广泛的研究。 随着VSC-HVDC在新能源开发、电力系统等领域的应用日益广泛，对其容量和可靠性提出了更高的要求。然而单纯依赖增加串联全控器件IGBT的数量来提高功率水平增加了实际工程运行的难度，并且增加了系统损耗，降低了系统可靠性[5]。模块化多电平拓扑的引入可提高系统功率等级[6]，但价格成本太高，系统也更加复杂。在风力发电、孤岛供电、分布式发电等低压领域[7]，常规的两电平/三电平VSC仍被广泛应用[8]。如何在低压下实现大功率已成为一个急待解决的问题。 采用多模块并联方案可以在低压的情况下满足大功率的需求。通过模块并联可以提高系统的容量，同时提高系统的可靠性，实现了系统的冗余设计。但模块并联会引入零序环流问题。环流的存在会增加流过功率开关器件的电流，增加换流器的损耗甚至损坏换流器。文献[9]提出了独立直流母线的并联策略，实现了零序环流的抑制。文献[10]提出控制SVPWM算法中不同零矢量在每个PWM周期的作用时间来抑制环流，但实现比较复杂。文献[11]提出了一种环流无差拍控制方法，但该策略需要额外使用通讯线，增加了系统的成本。文献[12]对环流现象进行了分析，但提出的环流抑制方法需要较多的控制器。 本文首先推导了并联VSC-HVDC系统逆变侧的数学模型，以两个模块并联为例，分析环流产生的原因，提出一种基于旋转坐标系的零序环流控制策略。仿真结果表明该控制策略能够有效降低系统中的零序环流，增强了系统的安全性、可靠性。并联VSC-HVDC系统结构如图1所示，该系统由变压器、交流滤波器、整流侧换流器、逆变侧换流器、直流电容器、串联电抗器组成。换流器实现交流电与直流电的变换；变压器为换流器提供适当的电压和相位的交流电源；串联电抗器和交流滤波器滤除换流器产生的谐波；直流电容器为换流器提供直流电压支撑和抑制直流电压脉动。串联电抗器也是实现有功功率与无功功率双重控制的重要元件，电抗器两

并联T型三电平储能变流器零序环流抑制

并联T型三电平储能变流器零序环流抑制 陈刚;蒋顺平;丁勇;李旭;石祥建;刘为群 【摘要】针对共享交、直流母线的T型三电平储能变流器并联系统零序环流问题,建立并联T型三电平储能系统零序环流等效模型,并根据激励源的不同,把零序环流分为通态零序环流、开关零序环流、混合零序环流3类.首先采用一种共享直流中点方案抑制通态零序环流,其次通过一种改进型LCL滤波器方案抑制开关零序环流和混合零序环流中的高频分量,然后提出一种基于比例谐振控制的零序调制波叠加控制方案抑制开关零序环流和混合零序环流中的低频分量,最后搭建500 kW的T 型三电平储能变流器并联仿真系统.仿真结果证明了文中提出的零序环流抑制策略的正确性. 【期刊名称】《江苏电机工程》 【年(卷),期】2017(036)005 【总页数】7页(P52-58) 【关键词】T型三电平;并联;储能变流器;零序环流;比例谐振控制 【作者】陈刚;蒋顺平;丁勇;李旭;石祥建;刘为群 【作者单位】国网江苏省电力公司徐州供电公司,江苏徐州221003;南京南瑞继保电气有限公司,江苏南京211102;南京南瑞继保电气有限公司,江苏南京211102;南京南瑞继保电气有限公司,江苏南京211102;南京南瑞继保电气有限公司,江苏南京211102;南京南瑞继保电气有限公司,江苏南京211102 【正文语种】中文

【中图分类】TM46 随着可再生能源发电的快速增长，储能系统在缓解用电供需矛盾、提高电网安全、改善供电质量等方面发挥着重要作用[1，2]。作为连接储能装置和电网的关键设备，储能变流器(PCS)受到了广泛的重视和研究。T型三电平耐压等级高、谐波含量小、电压畸变率低[3]，T型三电平PCS可以在不增加功率半导体器件电流应力的情况下，通过并联增大系统容量，提高系统的运行效率。并联系统中PCS之间共享交、直流母线，因此并联系统中存在环流问题。环流分为零序环流[4]和非零序环流2 种成分，采用LCL滤波器拓扑[5]且带有电流内环控制的系统环流主要为零序环流，非零序环流可以忽略不计。零序环流会导致系统内部电流分配不均，影响系统可靠性，同时也会增大损耗，引起并网电流畸变，减小IGBT开关管寿命[6，7]。因此，对并联系统中零序环流分析和抑制的研究意义重大。 国内外学者对环流进行了广泛的研究。文献[8]通过建立带三磁柱电感及三磁柱变 压器的三相逆变器瞬时零序分量模型，分析了其对零序环流的抑制作用，但这种结构电感和变压器增加了系统的体积、成本和损耗；文献[9，10]采取非线性控制的 方法来抑制零序环流，但是这种控制实现复杂，难以投入工程应用；文献[11，12]提出了采用基于调节因子法的零序环流控制器来抑制零序环流低频分量，但零序环流低频分量主要集中在3倍频，直流分量含量很小，采用PI控制器对零序环流的 抑制效果有限；文献[13-15]基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)，通过控制中零矢量的时间来实现零序环流抑制，但由于中零矢量作用时间少，控制比较困难。 文中提出了一种多机T型三电平储能PCS系统，并联PCS间共享交、直流母线。通过对零序环流模型的推导和分析，把零序环流分为通态零序环流、开关零序环流和混合零序环流3类，并对3类零序环流分别提出了相应的抑制方法，最后对 500 kW储能PCS并联系统进行仿真，验证了抑制策略的正确性。 1.1 零序环流模型

并联型两电平光伏并网逆变器环流抑制

并联型两电平光伏并网逆变器环流抑制 陈彦合;汪海宁 【摘要】采用共交直流母线并联的三相两电平光伏并网逆变器并采用相应的控制策略可以提高系统的效率,但是会带来模块间的环流问题.为了解决环流所引起的系统稳定性问题,针对两电平逆变器并联高频环流,首先提出一种基于共LCL滤波电容中点的滤波器方案,提高了零序环流传递函数的阶数,从而能够较好地抑制高频环流;其次对低频零序环流的主要谐波进行分析,设计合适的零序环流补偿器来抑制低频零序环流,与高频抑制方案组成环流复合抑制策略.最后基于该策略搭建 Matlab/Simulink仿真平台,结果验证了环流理论分析的正确性和所提环流复合抑制策略的有效性.%The efficiency of the system can be improved though the three-phase two-level parallel photovoltaic grid-connected system,and the inter-module circulating current is caused by sharing positive,negative and AC buses.To solve the problem of the reduction of stabilization caused by the circulating current,firstly,a new scheme of LCL filter based on sharing neutral point of capacitances is proposed to suppress high frequency common-mode circulating current,because it improves the order of the zero-sequence circulating current transfer function.Secondly,the low frequency components of the zero-sequence circulating current are analyzed,and an appropriate harmonic compensator is designed to reduce them.A composite strategy of suppressing circulating current is proposed working with the new scheme of LCL and the harmonic compensator.Finally,a Matlab/Simulink based platform for simulation is

NPC型三电平逆变器容错控制模式下的母线电容电压波动分析及其抑制

NPC型三电平逆变器容错控制模式下的母线电容电压波动分 析及其抑制 张兵;王政;储凯;程明 【摘要】在给出故障重构和容错控制策略的基础上,重点建立NPC型三电平逆变系统的数学模型,并给出同步旋转坐标系下的等效电路,分析故障前和两类故障容错控制后母线电容电压的波动机理,并给出统一的母线电容电压波动的抑制策略.通过实验对理论推导的母线电容电压波动规律及两类容错控制模式下母线电容电压波动抑制策略进行验证.结果表明,故障和容错控制模式下控制母线电容电压波动的关键在于通过注入零序电压来控制等效并联导纳相等. 【期刊名称】《电工技术学报》 【年(卷),期】2015(030)007 【总页数】10页(P52-61) 【关键词】三电平逆变器;母线电容电压波动;容错控制;电压波动抑制 【作者】张兵;王政;储凯;程明 【作者单位】东南大学电气工程学院南京210096;东南大学电气工程学院南京210096;东南大学电气工程学院南京210096;东南大学电气工程学院南京210096 【正文语种】中文 【中图分类】TM315

1981年A.Nabae等[1]提出中点钳位型(NPC)三电平逆变器的拓扑结构，并采用 传统谐波消去法脉宽调制策略对其进行控制。随后涌现了很多关于NPC型三电平逆变器的研究和应用[2-8]。其中在调制策略方面，文献[2]提出一种考虑直流母线电压畸变和输出电流畸变的消除低次谐波的脉宽调制策略，并将此策略用于变速电动机驱动和变压恒频电源中。该文还提出了开关函数概念，建立了母线电容电压波动与开关状态及负载电流之间的联系。文献[3]提出一种用于NPC型三电平逆变器的低开关频率正弦载波调制策略(SPWM)，该策略不仅使器件开关频率固定，而且还降低了系统的开关损耗。文献[4]分析了NPC型三电平逆变器空间矢量调制(SVPWM)产生输出电压奇数次谐波的原因，提出一种可消除输出电压奇数次谐波 和稳定母线电容电压的SVPWM策略。文献[5]对多种载波比较调制策略进行了比较，将其归类为连续调制和不连续调制两类，指出为实现NPC型三电平逆变器的优化运行，在不同调制比和频率下应选取不同的调制策略。在NPC型三电平逆变器母线电容电压波动抑制方面也出现了一些解决方案，包括采用“预估-校验-修正”的零序电压注入法[9]、瞬时电流检测的平衡控制方法[10]及优化选取冗余小矢量 的控制方法[11]。 逆变器可靠性研究也受到广泛关注。在高压直流输电系统中，作为电能变换接口的逆变单元发生故障可能导致整个直流输电系统的崩溃[12-14]。在电机驱动系统中，逆变器的故障可能导致电机驱动系统的停机。这些故障往往会带来不可挽回的经济损失，甚至人员伤亡。为保证NPC型三电平逆变器在发生故障后能够继续运行，一些学者从两个角度对容错控制进行研究：①重构故障后的电压合成矢量，保证空间电压矢量轨迹不变[15]；②重构故障后电流矢量，保证空间电流矢量轨迹不变[16]。 然而目前对于容错控制模式下母线电容电压的波动机理与控制的研究仍较少。为深入分析容错控制模式下系统的运行机理、故障对直流母线电容电压的影响，本文重

NPC三电平逆变器共模电压及中点电位波动协同抑制方法

NPC三电平逆变器共模电压及中点电位波动协同抑制方法王萍;戚银;张云 【摘要】为协同抑制NPC三电平逆变器的共模电压以及中点电位波动,本文提出了一种新型反相位排列POD调制方法,在分析小矢量与大矢量对共模电压以及中点电位波动影响的基础上,将空间矢量图中每个大扇区划分为6个小扇区,并在不同小扇区中选择注入不同零序分量.与传统POD调制方法相比,本文所提方法能够协同抑制共模电压以及中点电位波动.仿真和实验验证了本文所提方法的有效性与可行性. 【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》 【年(卷),期】2018(030)010 【总页数】6页(P28-33) 【关键词】三电平逆变器;反相位排列调制方法;共模电压;中点电位波动;协同抑制【作者】王萍;戚银;张云 【作者单位】天津大学电气自动化与信息工程学院,天津 300072;天津大学电气自动化与信息工程学院,天津 300072;天津大学电气自动化与信息工程学院,天津300072 【正文语种】中文 【中图分类】TM464 随着逆变器电压等级不断提高，传统两电平逆变器中开关器件所承受的电压应力增

大，导致逆变器开关损耗增加，也给器件选型带来一定困难。而多电平逆变器能有效降低开关器件的电压应力，同时还具有输出电流总谐波失真THD（total harmonic distortion）值低、电磁干扰EMI（electromagnetic interference） 低等特性，其拓扑结构多采用二极管钳位型NPC（neutral point clamped）[1]、飞跨电容型[2]、H桥级联型[3-4]以及混合型[5]等。 当NPC三电平逆变器外接光伏阵列时，由于对地寄生电容的存在，共模电压会导致漏电流的产生，降低并网电能质量、存在人身安全隐患；当其外接电机时，共模电压过大易造成轴承损坏，缩短电机的使用寿命[6]；另一方面，此类逆变器存在 中点电位波动，而中点电位波动过大会带来输出电流低次谐波含量增多、电压应力不均等问题。 抑制共模电压及中点电位波动的方法主要有两类，第1类是对硬件拓扑进行改进[7]，第2类是对调制方法进行改进。第1类方法易导致系统体积增大、损耗增加、可靠性降低、经济性变差等问题。第2类方法主要包含基于零序分量[8]注入的脉 冲宽度调制PWM（pulse width modulation）和空间矢量[9]脉宽调制SVPWM （space vector pulse width modulation）[10]两种调制方法。前者是通过在正 弦调制波的基础上叠加适当的零序分量来改变共模电压的幅值和频率、中点电位波动程度；后者则是通过优化扇区划分、选择矢量序列和配比冗余小矢量[11]来改变共模电压的幅值和频率、中点电位波动程度，但矢量分解计算较为复杂。 因此，为实现NPC三电平逆变器共模电压及中点电位波动的协同抑制，本文提出一种通过划分扇区并在不同扇区注入不同零序分量反相位排列POD（phase opposition disposition）[12-13]的调制方法，并详细分析在低调制度、高调制 度两个阶段，该方法对共模电压及中点电位波动的不同影响，同时与传统POD调制方法进行对比。最后仿真和实验验证本文所提出方法的有效性和可行性。 1 共模电压及中点电位波动产生原因

基于虚拟输出阻抗分析的并联三相四桥臂逆变器环流抑制

基于虚拟输出阻抗分析的并联三相四桥臂逆变器环流抑制陈轶涵;沈茜;任磊;龚春英 【摘要】三相四桥臂(3P4L)逆变器在三相三桥臂逆变器的基础上引入第四桥臂,使得三相能够解耦控制并具备带不对称负载能力.多个逆变单元共输入、输出方式并联,能够实现功率扩容,但同时也带来并联单元之间的环流问题.而3P4L由于其独特的拓扑结构,其并联控制策略较单相或三相三桥臂逆变器并联更为复杂.在基于双闭环平均电流均流控制的并联3P4L逆变器控制策略基础上,建立并联系统的小信号模型,并由此获得并联桥臂的虚拟输出阻抗模型.分析控制环路以及主电路参数与虚拟输出阻抗的关系,根据分析结果指导环路与主功率器件的参数设计,达到抑制并联桥臂环流、提高并联单元均流性能的目的,最后提出基于虚拟输出阻抗分析法的并联环流抑制方法,通过仿真和实验验证了该方法的正确性. 【期刊名称】《电工技术学报》 【年(卷),期】2016(031)008 【总页数】12页(P51-62) 【关键词】并联三相四桥臂逆变器;平均电流控制;环流;3次谐波注入 【作者】陈轶涵;沈茜;任磊;龚春英 【作者单位】南京航空航天大学自动化学院南京 210016;南京航空航天大学自动化学院南京 210016;南京航空航天大学自动化学院南京 210016;南京航空航天大学自动化学院南京 210016 【正文语种】中文

【中图分类】TM46 目前，三相400Hz中频逆变器广泛应用于对变流器体积重量要求较高的舰船、航空和航天等领域。广泛采用的中频三相逆变器拓扑主要有三相半桥逆变器、组合式三相逆变器、三相全桥逆变器以及三相四线制逆变器。而三相四桥臂（three-Phase four-Leg, 3P4L）逆变器作为三相四线制逆变器的一类延伸，其拓扑结构简单，在实现三相负载不对称工作功能的同时，相比组合式三相逆变器功率器件的数量大大减少。因为第四桥臂的引入，其控制策略更为复杂。如文献[1,2]基于 3P4L逆变器的大信号模型，采用三相解耦的控制策略，证明第四桥臂能够独立于前三桥臂控制。为了提高直流电压利用率，文献[3]通过对四个桥臂调制信号注入3次谐波，使直流电压利用率提高了14%，3P4L逆变器能够以更低的输入电压工作，从而提高了变换器的效率。 随着多电与全电舰船和飞机概念的提出，舰船与航空机载设备的三相中频变换器功率容量越来越高。受当前高频开关器件功率等级的限制，多台逆变器单元共直流母线并联成为广泛采用的扩容方式。该方式具备以下几个优点：①扩容方式简便，不需要重新设计拓扑；②多台设备的并联能够实现冗余备份功能；③控制策略简单易实现。 但是共直流母线并联方式使得并联桥臂构成回路，带来环流问题，严重时将损坏变换器。针对该问题，文献[4-6]采用基于空间矢量控制的均流控制方法，该方法采用复杂的矩阵变换，以获得旋转坐标系或静止坐标系下的均流基准信号、同步并联单元的调制信号，达到抑制环流的目的。而文献[7]采用基于下垂特性的无线并联的方案既实现了并联单元的冗余工作，同时省却了单元之间的互联线，但是其动态性能差且运算较为复杂。 上述均流控制方法都依赖于复杂的数学运算，宜采用数字控制方式实现。而在中频逆变器并联场合，由于基波频率大大高于工频逆变器，依赖于复杂运算的数字均流