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含不控整流的交–直–交变换器频域谐波分析模型
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:中国电机工程学报
  • 时间:2015.9
  • 页码:5483-5491
  • 分类:TM71[电气工程—电力系统及自动化]
  • 作者机构:[1]电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学),山东省济南市250061, [2]国网北京市电力公司培训中心,北京市石景山区100041
  • 相关基金:国家自然科学基金(51107074,51177095); 山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2013NJ005)
  • 相关项目:用于智能电网的级联模块化多电平矩阵变换器及其控制技术
中文摘要:

为准确估计含三相不控整流的交–直–交变换器所产生的谐波,提出了可深入分析其谐波产生特性的新型模型。首先提出简化变换器谐波分析的三相电压源型整流(voltage source converter,VSC)等值电路,并对电路参数进行了估算。通过分析三相VSC在电容充、放电各阶段的工作原理,在频域中求解出了供电电压与其所产生的谐波电流的解析关系。建立了每个周期电容充放电的数学模型,基于此计算出三相VSC中二极管的导通和关断时刻,并估算出直流侧电压。进而将交–直–交变换器时域的谐波非线性特征转化为频域的谐波耦合导纳矩阵模型,矩阵中的元素可直观地体现出各次谐波电压和谐波电流之间的耦合关系。通过将所提出模型的编程计算结果与Simulink时域仿真结果、实验测量结果以及传统恒流源模型的计算结果进行对比,验证了谐波耦合矩阵模型可准确地表征含三相不控整流的交–直–交变换器所产生的谐波。

英文摘要:

In order to estimate the harmonic currents generated by the uncontrolled rectified AC/DC/AC converter more accurately, a new harmonic model to study its harmonic generation characteristics was proposed. First an equivalent voltage source converter circuit was proposed to simplify the harmonic analysis of the AC/DC/AC converter. Estimation formula was derived for the circuit equivalent parameters. By analyzing the principle of the circuit capacitor's charging mode and discharging mode, the relationship among the supply voltages and its generated harmonic currents was explored in the frequency domain with an analytical form. Based on the mathematical model, the diode's conduction angle and extinction angle were calculated and the DC voltage was estimated. This model transfers the AC/DC/AC converter nonlinear characteristics in the time-domain to a harmonically coupled admittance matrix model in the frequency-domain. Moreover, the matrix elements can explicitly reflect the coupled relationship between the harmonic voltages and the generated harmonic currents. The model's validity and accuracy have been verified by comparing the results from its calculation, the time domain simulation, lab experiment and the traditional constant current source model's calculation.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970