公开(公告)号：CN115085521A

公开(公告)日：2022-09-20

申请号：CN202210630915.5

申请日：2022-06-06

Applicant: 湖南大学

Inventor： 荣飞 ,  徐爽 ,  潘烙 ,  黄春辉 ,  黄守道 ,  孙克强 ,  黄泰霖

IPC: H02M1/32 ,  H02M5/293 ,  H02J3/38

Abstract: 本发明公开了一种基于六边形变流器的风机并网系统闭环预充电控制方法。该风机并网系统包括：风力机、六边形变流器、直驱永磁同步发电机、接触器KM1、接触器KM2、限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3和交流电网；闭环预充电控制方法由不控充电阶段和闭环可控充电阶段组成，根据变流器容量自行设定可控充电阶段的充电功率，由充电功率计算桥臂电流参考值，采用准PR控制器对桥臂电流参考值进行跟踪并得到桥臂电压调制波，采用均压控制得到全桥子模块的调制波叠加量，桥臂电压调制波与全桥子模块的调制波叠加量相加得到全桥子模块的调制波，采用载波移相调制得到全桥子模块的开关信号，当全桥子模块电容电压平均值达到额定值，可控充电完成；本发明给出了基于六边形变流器的风机并网系统预充电拓扑结构，闭环预充电控制方法具有恒流充电，无浪涌电流；充电时间可控；控制简单，无需额外增加控制器的优点。

公开(公告)号：CN112165117B

公开(公告)日：2021-11-12

申请号：CN202011014029.7

申请日：2020-09-24

Applicant: 湖南大学

Inventor： 荣飞 ,  徐爽 ,  孙宗卿 ,  潘烙 ,  朱语博 ,  黄晓辉

IPC: H02J3/38 ,  H02M5/293 ,  H02P9/00 ,  H02P101/15 ,  H02P103/20

Abstract: 本发明公开了一种基于HMMC的风机直接AC/AC并网系统变流器控制方法。该风力发电系统包括：直驱式永磁同步发电机和HMMC；直驱式永磁同步发电机的转子与风力机同轴连接，经由HMMC直接并入交流电网；HMMC由六个相同桥臂首尾相连形成六边形结构，每个桥臂由N+2个相同的全桥子模块和一个桥臂电感L串联而成；直驱式永磁同步发电机的R、S、T三相和电网的U、V、W三相交替连接到HMMC的六个顶点上；并网系统变流器控制方法包括风机MPPT控制、能量平衡控制、桥臂电流跟踪控制；本发明使系统具有低频特性好、子模块电容电压波动小、无变压器并网、有效抑制机侧低压信号被网侧高压信号湮没的优势。

公开(公告)号：CN116260123A

公开(公告)日：2023-06-13

申请号：CN202310239426.1

申请日：2023-03-14

Applicant: 湖南大学

Inventor： 荣飞 ,  黄春辉 ,  徐爽 ,  孙克强 ,  刘成 ,  黄守道 ,  陈志忠

IPC: H02H9/08

Abstract: 本发明公开了一种基于单相隔离变压器的配电网单相接地故障消弧系统。该系统包括：单相隔离变压器、选相开关、接地变压器、消弧线圈；单相隔离变压器一次侧的一个端口经第一组选相开关接入故障相；单相隔离变压器一次侧的另一个端口与二次侧的同名端端口相连，且经第二组选相开关接入故障相的超前相；单相隔离变压器二次侧的另一个端口接地；接地变压器的一次侧相线端子分别与配电网的A相、B相、C相连接；接地变压器的一次侧中性点经消弧线圈接地。本发明利用一个特定变比的单相隔离变压器，从一次侧取得故障相的超前相及故障相之间的线电压，在二次侧接入该非故障相与地之间，从而实现接地故障电流高精度补偿；该方法的消弧效果受接地电阻的影响小，并能够和消弧线圈搭配使用，改造成本低，经济性好。

公开(公告)号：CN116169927A

公开(公告)日：2023-05-26

申请号：CN202310212985.3

申请日：2023-03-08

Applicant: 湖南大学

Inventor： 荣飞 ,  徐爽 ,  黄春辉 ,  刘闯闯 ,  孙宗卿 ,  黄守道 ,  潘烙

IPC: H02P27/16 ,  H02M5/293

Abstract: 本发明公开了一种基于H‑MMC电机驱动系统的同频控制策略；该电机驱动系统包括：永磁同步电动机、H‑MMC和交流电网；首先采用双环控制得到机侧d、q轴电压参考值，实时计算相角叠加量，并将其与锁相环所得电机端电压相角相加得到最终的电机相角以实时调节机侧三相电压参考值；采用双环控制得到网侧三相电压参考值；层次化电容电压平衡控制和环流控制得到中性点电压参考值和桥臂电压参考值叠加量；均压控制得到子模块电压调制波的叠加量；最后根据以上控制所得，计算得到各子模块电压的调制波后，采用CPS‑PWM生成各子模块的驱动信号；本发明通过实时调节机侧三相电压参考值的相角以实现桥臂差频功率趋近于0，无需增大环流或注入无功功率即可有效抑制子模块电容电压波动，实现同频工况下系统的稳定运行；具有控制简单，损耗小的优点。

公开(公告)号：CN112134303B

公开(公告)日：2021-10-08

申请号：CN202010957744.8

申请日：2020-09-11

Applicant: 湖南大学

Inventor： 荣飞 ,  潘烙 ,  徐爽 ,  孙宗卿 ,  刘成 ,  陈志忠

IPC: H02J3/38 ,  H02J3/46 ,  H02P9/00 ,  H02M5/293 ,  H02P103/20 ,  H02P101/15

Abstract: 本发明公开了一种基于六边形变流器风力发电系统的无差拍控制方法。该风力发电系统包括：直驱永磁同步发电机和六边形变流器；直驱永磁同步发电机与风力机同轴连接，经过一个六边形变流器AC/AC变换直接并入交流电网；该变流器由6个相同的桥臂首尾相连而成，每个桥臂由N个全桥子模块和一个电感L串联构成；直驱永磁同步发电机三相R、S、T和电网的三相U、V、W交替地连接到六边形的六个顶点上；本发明首先采用最大功率跟踪控制和桥臂能量平衡控制分别计算出机侧电流参考值、网侧电流参考值、环流参考值以及中性点电压参考值，从而得到桥臂电流参考值和桥臂电压参考值，实现对桥臂电流无差拍预测控制；该控制方法不受机、网侧频率波动的影响，控制方法简单，可大大减小数字处理器的压力。

公开(公告)号：CN116896279A

公开(公告)日：2023-10-17

申请号：CN202310472792.1

申请日：2023-04-27

Applicant: 湖南大学

Inventor： 荣飞 ,  刘闯闯 ,  徐爽 ,  任超行 ,  黄春辉 ,  黄泰霖 ,  朱益钦

IPC: H02M5/293 ,  H02M3/158 ,  H02M7/797 ,  H02M1/00 ,  H02J3/28 ,  H02J3/24 ,  H02J3/00 ,  H02J7/00 ,  H02J7/02

Abstract: 本发明公开了一种复用桥臂储能型H‑MMC系统的控制策略。该复用桥臂储能型H‑MMC系统包括：H‑MMC、超级电容器、两个三相电力系统；复用桥臂储能型H‑MMC系统的控制策略由主调制波控制策略、超级电容储能控制策略和调制波计算三个部分组成；其中，主调制波控制策略由一次侧功率指令以及现有成熟的层次化子模块电容电压稳压均压控制策略和PIR桥臂电流跟踪控制策略构成；采用PI控制器对第i个桥臂第j个子模块的超级电容电压的额定值进行跟踪得到超级电容电压的调制波，通过分别对第i个桥臂第j个子模块中的S1/S2和S3/S4进行调制得到正、负输出端口调制信号，采用移相的正弦脉宽调制分别得到复用桥臂储能型全桥子模块中S1/S2和S3/S4的开关信号，完成控制过程；本发明给出了复用桥臂储能型H‑MMC系统拓扑结构和控制策略，具有实时补偿电网有功冲击的效果、提高系统惯量、子模块一致性好和复用变流桥臂储能节省成本的优点。

公开(公告)号：CN116418274A

公开(公告)日：2023-07-11

申请号：CN202310233650.X

申请日：2023-03-08

Applicant: 湖南大学

Inventor： 荣飞 ,  徐爽 ,  黄春辉 ,  刘闯闯 ,  孙克强 ,  黄守道 ,  黄泰霖

IPC: H02P27/16 ,  H02M1/12

Abstract: 本发明公开了一种H‑MMC电机驱动系统同频运行的综合控制方法。该H‑MMC电机驱动系统包括：H‑MMC、永磁同步电动机和交流电网；系统同频运行的综合控制方法主要由补偿相角计算、机侧转速控制、网侧功率控制、桥臂子模块稳压均压控制和调制波计算5个部分构成；本发明给出了H‑MMC电机驱动系统的拓扑结构，通过实时计算补偿相角，对电机相角进行调节，从而控制H‑MMC桥臂差频功率趋近于零；大大降低了环流和中性点电压的要求，无需增加控制器即可实现同频工况下系统的稳定运行，具有同频运行时子模块电容电压纹波小、损耗小、控制相对简单的优点。

公开(公告)号：CN116260122A

公开(公告)日：2023-06-13

申请号：CN202310239040.0

申请日：2023-03-14

Applicant: 湖南大学

Inventor： 荣飞 ,  黄春辉 ,  徐爽 ,  黄泰霖 ,  陈志忠 ,  黄守道 ,  刘成

IPC: H02H9/08

Abstract: 本发明公开了一种混合式配电网单相接地故障消弧系统及其控制方法。该系统包括无源部分、有源部分：无源部分包含一个单相隔离变压器、两组选相开关；有源部分包含一个滤波电容、一个滤波电感、一个单相全桥变流器、一个直流电源。有源部分用于补偿由单相隔离变压器漏阻抗造成的变压器内部的电压降。本发明利用一个在二次侧串联有源装置的单相隔离变压器，从一次侧取得故障相的超前相及故障相之间的线电压，在二次侧接入该非故障相与地之间，从而实现接地故障电流高精度补偿；该方法的消弧效果受接地电阻的影响小，对有源装置的容量要求低，经济性好。

公开(公告)号：CN112134477A

公开(公告)日：2020-12-25

申请号：CN202010960359.9

申请日：2020-09-14

Applicant: 湖南大学

Inventor： 荣飞 ,  孙宗卿 ,  徐爽 ,  潘烙 ,  陈志忠 ,  刘成

IPC: H02M7/483 ,  H02M7/5387 ,  H02M1/12

Abstract: 本发明公开了一种含有辅助子模块的模块化多电平换流器的降频控制方法，该模块化多电平换流器拓扑的每个桥臂由N个半桥子模块、1个辅助子模块和1个桥臂电感串联而成，辅助子模块采用全桥结构，控制辅助子模块电容电压为半桥子模块的1/2；对每个桥臂半桥子模块采用最近电平逼近调制方式，辅助子模块只在桥臂半桥子模块投入的个数小于等于预设值时投入；辅助子模块的正向投入和反向投入需根据当前状态下辅助子模块电容电压的实际值和参考值之间的偏差和桥臂电流方向决定；本发明的控制方法可使串联的辅助子模块只在部分时间段进行投入，在增加MMC输出电平数，降低模块化多电平换流器输出电压谐波畸变率的同时，有效地降低了辅助子模块的开关频率，减小了系统的损耗。

公开(公告)号：CN112510669A

公开(公告)日：2021-03-16

申请号：CN202011160132.2

申请日：2020-10-27

Applicant: 湖南大学

Inventor： 荣飞 ,  黄春辉 ,  黄守道 ,  刘成 ,  黄晓辉 ,  徐爽 ,  朱语博 ,  孙宗卿 ,  潘烙 ,  陈志忠

IPC: H02H9/08

Abstract: 本发明公开了一种复用接地变压器的配电网单相接地故障消弧系统及其控制方法。该系统包括：接地变压器、选相开关、单相隔离升压变压器、有源补偿装置、消弧线圈；接地变压器的一次侧相线端子分别与配电网的A相、B相、C相连接；接地变压器的一次侧中性点经消弧线圈接地；接地变压器二次侧与有源补偿装置输入端相连；同时，接地变压器二次侧通过两组选相开关与单相隔离升压变压器一次侧相连；单相隔离升压变压器二次侧的一个端口接地，另一个端口与有源补偿装置输出端的一个端口相连；有源补偿装置输出端的另一个端口和接地变压器的一次侧中性点相连。本发明首先利用接地变压器变压器和单相隔离变压器将故障相电压反相接入中性点，再利用有源补偿装置，补偿单相隔离升压变压器二次侧输出电压与接地变压器一次侧输入电压由于相位偏差所引起的电压偏差，从而实现完全消弧；该方法的消弧效果不受接地电阻的影响，并且能够在实现完全消弧的同时大大降低有源补偿装置的容量，成本低，经济性好。