整流器

氢能作为一种零碳绿色的二次能源，具有能量密度大、转化效率高等优点。结合可再生能源电解制氢，能够实现氢气从制取到利用全过程的零碳排放，但由于制氢系统中各单元均通过电力电子变换器接入交流电网，系统惯量不足导致频率稳定性较差，亟需有效的频率调节措施，以期改善系统频率稳定性。该文基于全控型整流器作为电解堆栈的供电拓扑的方案，提出电流源型虚拟同步机控制策略，根据系统频率改变电解制氢负荷的制氢功率，实现暂态过程的惯量阻尼支撑及稳态时的一次频率调节，可在一定程度上提升系统的频率稳定性。实验结果表明，在切除交流母线负荷后，电解堆栈产生的氢气流量由109.8 mL/min提升至123.6 mL/min，证明了所提方法的正确性和有效性。

针对逆变侧交流故障导致换相失败期间送端系统所遭受的有功冲击问题，首先，基于换相失败期间直流等值电路明确了换相失败后整流器有功波动的主导因素，并计及换相失败期间直流电压的波动特性分析了整流侧各电气量与控制量的响应机理，从而确定了整流侧各直流电气量与控制量暂态响应与送端系统传输有功极值时刻之间的关系。其次，基于换相失败期间的拉氏运算电路，推导建立了换相失败后送端系统各电气量的时域表达式，实现了整流器的暂态有功建模。通过划分时间区间对低压限流环节进行优化改进，利用直流电流时域表达式补偿直流电流指令值，提出了基于传输有功暂态极值时刻的有功支撑策略。最后，PSCAD与CIGRE-HVDC的仿真结果验证了理论分析的正确性与有功支撑策略的有效性。

将同一采油（气）区块的各井抽油机电控逆变终端通过直流互馈型母线方式统一供电，各抽油机冲次根据井下工况优化调节，将现代网络化无线通信管理方式与油井群控配置组态相结合，实现集群井间协调和监控管理，使各抽油机倒发电馈能通过直流母线互馈共享、循环利用，可实现以下几个功能：一是可以提高能效；二是直流供电线路压降低、损 耗小、距离远；三是通过公共直流母线，使同一变压器和网侧整流器冗余容量为多台抽油机变频电控终端所共享，从而降低变压器台数和容量。

针对车载双重化脉宽调制(pulse width modulation, PWM)整流器控制性能易受到模型不确定性和列车运行条件(输入电压、功率等级、电路参数等)变化影响的问题，提出一种基于自抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)和模型预测直接功率控制(model predictive direct power control, MPDPC)的双闭环控制算法。其中，外环基于自抗扰控制理论，构建了基于误差驱动的ADRC(error-based ADRC, EADRC)控制器调节直流侧电压；内环结合基于内模原理的功率补偿方案使用两步MPDPC算法实现电流信号的控制。仿真和实验将所提自抗扰模型预测直接功率控制(ADRC-MPDPC)算法与传统基于比例积分的直接功率控制(proportional integral-based direct power control, PI-DPC)算法和PI-MPDPC方法进行对比，结果表明所提策略在系统启动、负载变化及工况切换等场景表现出更优的动态特性和鲁棒性能。

该技术基于模块化架构，每个功率模块（30kW/50kW/100kW）功能独立，均有独立的整流器和逆变器单元，可插入不间断电源机架中独立工作和并联工作。具备交错并联、智能休眠、智能在线等功能，无间隔切换及谐波主动补偿。

为改善PI控制下模块化多电平变换器(modular multilevel converter, MMC)的控制效果，提出了基于李雅普诺夫直接法的MMC控制策略。首先，建立MMC整流器的数学模型。其次，构造出MMC系统的李雅普诺夫能量函数。然后，在MMC数学模型和能量函数的基础上设计了控制系统。由奈奎斯特稳定判据分析了直流电压稳定性的影响因素，并在经典频域下通过伯德图对比分析了李雅普诺夫控制策略和PI控制策略的控制性能。最后，在负载阶跃、交流侧电压幅值阶跃和交流侧三相电压不平衡工况下对两种控制策略进行了仿真和半实物在环仿真研究。结果表明，李雅普诺夫控制策略较PI控制策略有着更好的控制效果，李雅普诺夫控制策略更适用于MMC此类非线性强耦合系统。

广泛用于照明、机床电器、机械电子设备、医疗设备、整流装置等。产品性能均能满足用户各种特殊要求。

送端系统故障下整流器有功无功交互耦合会导致暂态过电压。针对此问题，首先，明确了直流功率、整流器无功消耗量的主导因素，深入剖析了送端故障引发的换相失败(commutation failure, CF)后整流器无功消耗量、直流功率的耦合规律，得出直流电流上升阶段二者呈负相关，直流电流下降阶段二者呈正相关的结论。其次，分析了故障恢复期间暂态电压幅值的影响因素，阐明了不同故障严重程度下考虑有功无功交互耦合的暂态过电压机理。然后，建立了送端系统有功不平衡量、整流器无功消耗量与直流电流的数学关系。基于无功功率与母线电压的数学关系以及有功无功交互耦合规律，提出一种考虑有功支撑的暂态过电压控制策略。最后，基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了理论分析的正确性以及所提控制策略的有效性。

降低海上风电送出系统成本是促进海上风电资源开发的关键。基于二极管整流送出的技术路线具有良好的经济性，但存在风电场无法黑启动以及系统无法为风电场提供并网交流电压的问题。为了探索基于上述技术路线的更多可行性方法，提出改进的二极管送出系统技术方案，在配置辅助交流线路的基础上，通过在海上端加装无功补偿器或陆上端的柔直逆变器直接参与系统协调配合，可实现风电场的黑启动和稳态功率流向控制。对所提技术方案进行理论分析、系统方案设计和控制策略设计，并在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建海上风电送出系统模型，仿真结果验证了所提2种方案能够满足海上风电的可靠送出。

针对单相级联H桥整流器(cascaded H-bridge rectifier, CHBR)输入输出瞬时功率不平衡导致直流侧电压中含有二倍频纹波，造成网侧电流低次谐波污染的问题，提出了一种嵌入N次陷波滤波器的混合控制策略。首先根据CHBR数学模型和双闭环控制策略，分析CHBR网侧电流谐波产生的机理及推导其谐波分布规律。其次在dq旋转坐标系下的前馈解耦控制基础上，引入瞬态直接电流控制思想。然后分析了N次陷波滤波器对网侧电流谐波的抑制效果，给出N次陷波滤波器参数设计和离散方法。接着详细讨论了N次陷波器嵌入电流内环控制的设计方法，该方法有效抑制了网侧电流的3、5、7次等低次谐波，减少了PI控制器的负荷。最后，实验结果表明所提控制策略具有更小的电压超调和更短的动态响应时间，明显降低了网侧电流畸变率。