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半周期對稱SHEPWM技術(shù)的歐瑪爾OMAL開關(guān)
作為現(xiàn)代電力電子技術(shù)中的核心之一,PWM技術(shù)在近幾十年獲得了深入的研究和廣泛的應(yīng)用,涉及靜止無功補償、有源電力濾波、統(tǒng)一潮流控制、超導(dǎo)儲能、高壓直流輸電、電氣傳動、新型UPS以及可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電等各個電力領(lǐng)域。以半周期對稱SHEPWM技術(shù)為研究對象,較為系統(tǒng)及深入的研究了該技術(shù)的OMAL開關(guān)角特性、初值獲取方法、直流電壓波動時OMAL開關(guān)角的迭代解法及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的OMAL開關(guān)角解法。

半周期對稱SHEPWM技術(shù)的歐瑪爾OMAL開關(guān)
通過與1/4周期對稱SHEPWM方法對比,研究了半周期對稱SHEPWM方法的OMAL開關(guān)角特性,并通過仿真證明,半周期對稱SHEPWM波形既具有1/4周期對稱SHEPWM波形的特點,又能同時控制特定諧波的幅值和相位,并擴大了OMAL開關(guān)角的解的范圍,為進(jìn)一步優(yōu)化輸出波形提供更多的選擇。在此基礎(chǔ)上,提出一種結(jié)合移相角控制原理和半周期對稱SHEPWM方法的復(fù)合控制方法,使D-STATCOM在補償無功功率的同時,能夠補償負(fù)載電流的部分諧波分量。驗證了半周期對稱SHEPWM方法同時控制諧波幅值和相位的理論有效性。在迭代求解半周期對稱SHEPWM方法OMAL開關(guān)角的過程中,合適的OMAL開關(guān)角初值能加快迭代收斂的速度。但是,相同OMAL開關(guān)頻率下,半周期對稱SHEPWM方法的獨立OMAL開關(guān)角比1/4周期對稱SHEPWM方法多一倍,不容易獲得能夠收斂的OMAL開關(guān)角初值。提出以1/4周期對稱SHEPWM方法的*解作為半周期對稱SHEPWM方法的OMAL開關(guān)角迭代初值,不僅能保證足夠快的迭代速度,也能使OMAL開關(guān)角的解的總諧波畸變率和諧波失真度盡可能小。通過比較在收斂精度相同的條件下,經(jīng)驗性初值、基于三角載波比較法的OMAL開關(guān)角初值、基于重心重合理論的OMAL開關(guān)角初值和基于1/4周期對稱SHEPWM方法的初值在不同調(diào)制目標(biāo)時的迭代收斂速度,證明了基于1/4周期對稱SHEPWM方法的初值zui適用于半周期對稱SHEPWM方法的OMAL開關(guān)角求解。絕大多數(shù)對SHEPWM方法的研究都以電壓源換流器(VSC)直流側(cè)電壓恒定為前提,然而實際上,交流電網(wǎng)的三相不平衡可引起VSC直流側(cè)電壓的波動,直流電壓波動又會導(dǎo)致VSC輸出電壓中含有寄生諧波。提出結(jié)合改進(jìn)OMAL開關(guān)函數(shù)法和半周期對稱SHEPWM方法的改進(jìn)半周期對稱SHEPWM方法。該方法消除VSC直流電壓波動時輸出電壓中的寄生諧波,改善了VSC的輸出性能。同時給出了采用改進(jìn)半周期對稱SHEPWM方法求取OMAL開關(guān)角的方法。仿真試驗證明了此方法的有效性,并表明基于1/4周期對稱SHEPWM方法的不同的OMAL開關(guān)角初值雖然都能達(dá)到調(diào)制目標(biāo),但影響輸出相電壓的不平衡度,選擇不平衡度較小的初值得到的波形的總諧波畸變率較小,波形質(zhì)量更好。采用傳統(tǒng)的迭代算法獲取改進(jìn)半周期對稱SHEPWM方法的OMAL開關(guān)角是一個復(fù)雜的迭代計算過程,每個OMAL開關(guān)角需要單獨求解,計算量大。同時,與1/4周期對稱SHEPWM方法中的OMAL開關(guān)角不同,半周期對稱SHEPWM方法的每個OMAL開關(guān)角受多個參數(shù)影響,簡單的函數(shù)擬合不能滿足精度要求。采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法實現(xiàn)對半周期對稱SHEPWM方程組的擬合,達(dá)到了較好的擬合效果。由于無需考慮迭代次數(shù)的影響,選取1/4周期對稱SHEPWM方法中THD較小的那組解作為初值以獲得足夠多的訓(xùn)練樣本。

半周期對稱SHEPWM技術(shù)的歐瑪爾OMAL開關(guān)
在設(shè)計神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的過程中,采用粒子群算法獲得BP網(wǎng)絡(luò)初始權(quán)值和閾值,采用BP子網(wǎng)系統(tǒng)提高擬合精度,然后設(shè)計12因素、11水平的正交表,通過正交試驗表設(shè)計BP網(wǎng)絡(luò)的測試樣本,檢驗所設(shè)計網(wǎng)絡(luò)的泛化能力。通過仿真驗證了子網(wǎng)系統(tǒng)具有比原型網(wǎng)絡(luò)更高的訓(xùn)練精度。 zui后,利用實時數(shù)字仿真系統(tǒng)驗證了提出的半周期對稱SHEPWM技術(shù)的OMAL開關(guān)角求解方法的正確性和有效性。