基于移相空间矢量调制的多通道三相变流器提升网侧电流质量

本文主要探讨了一种创新的多通道三相并网变流器，它是在传统阶梯波合成变流器的基础上发展起来的。这种变流器采用了移相结合错时采样空间矢量调制（STS-SVM）技术，通过将多个结构相同的阶梯波合成变流器并联，其中一组作为核心，采用STS-SVM进行控制，其余各组则按照一定角度的延迟来获取控制信号。这种方法的优势在于，通过交流侧串联叠加各个通道的输出，有效地抑制了高次谐波，使得即使使用小型滤波器也能获得高质量的进网电流。 研究者首先构建了一个数学模型，对这种多通道变流器进行了深入分析，特别关注了直接电流控制方案的设计。这种变流器的特点在于低开关频率，这有利于提高系统的效率并减少电磁兼容问题。此外，与传统三相PWM变流器相比，它能显著改善网侧电流的质量，减少对电网的谐波污染。 文章重点讨论了4通道阶梯波合成变流器的移相结合STS-SVM控制策略，分析了其交流侧的谐波特性，并提出了电流解耦的瞬时值控制方法。通过这种设计，变流器的输出波形得到了显著提升，尽管仍受限于移相变压器的复杂性，但通道数量的增加使得电流波形质量有了显著改善。 实验部分，作者研发了一台16通道中频脉宽调制（PWM）变流器，并将其应用于30kV·A的直流-交流-直流背靠背实验系统。实验结果显示，这款多通道PWM变流器表现出高网侧电流质量、可调功率因数以及快速的系统响应速度，证明了其在实际应用中的优越性能和稳定性。 本文提供了一种创新的三相并网变流器解决方案，通过移相空间矢量调制技术克服了传统变流器的局限，实现了高效、低谐波、易于控制的并网能力，对于电力自动化设备尤其是清洁能源系统的应用具有重要的理论和实践价值。