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[发明专利]一种单相三电平逆变电路及其控制方法-CN202310901963.8在审
发明人： 冯之健;张馨元;赵树哲;赵泽成;赵涛 -专利权人：青岛大学
申请日： 2023-07-21 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明属于电力电子领域，提供了一种单相三电平逆变电路及其控制方法，它解决了现有单相三电平逆变器采用传统Si IGBT器件，采用了一种混合应用SiC MOSFET和Si IGBT的单相三电平逆变器，通过对应的优化调制策略降低通态损耗，同时使电路中的高频硬开关动作全部集中在SiC MOSFET上，从而实现降低开关损耗提高效率的目的。
一种单相电平电路及其控制方法

[发明专利]一种级联型多电平光伏并网逆变器及其控制方法-CN202310597740.7在审
发明人：赵涛;杜磊;孙自祥;冯之健 -专利权人：青岛大学
申请日： 2023-05-24 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H02J3/46 文献下载
摘要：本发明属于光伏发电并网技术领域，具体涉及一种级联型多电平光伏并网逆变器及其控制方法，由相互独立的A相、B相和C相组成，每相均包括n个模块，相互级联模块的一端分别通过滤波电感与中压电网相连接，每个模块均包括光伏组件和单相五电平逆变器；级联模块中的单相五电平逆变器均与三相五电平逆变器的输出端相连接，控制三相五电平逆变器的输出功率调节相间功率不平衡；三相五电平逆变器的输入端连接公共直流母线，当发生有功功率回流时，三相五电平逆变器分摊回流的有功功率，通过公共直流母线平衡回流的有功功率。本发明通过硬件拓扑和控制方法相结合的方式从根本上解决相间功率不平衡和有功功率回流的难题，提高逆变器运行的稳定可靠性。
一种级联型多电平光并网逆变器及其控制方法

[发明专利]一种级联H桥光伏并网逆变器的功率不平衡控制方法-CN202011472557.7有效
发明人：赵涛;陈道炼;冯之健 -专利权人：青岛大学
申请日： 2020-12-14 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种级联H桥光伏并网逆变器的功率不平衡控制方法，属于光伏发电领域，目的是为了解决单相级联H桥光伏并网逆变器模块间传输功率严重功率不平衡导致系统不能稳定运行这一问题。步骤包括对所有H桥变换器的直流母线电容电压进行控制，使调制度不大于4/π的H桥变换器对应的光伏组件工作于最大功率点，调制度大于4/π的H桥对应的光伏组件的输出功率等于H桥实际能够传输的最大功率；对电网电流进行无静差控制；根据系统工作模式的不同，采用不同的调制波计算计算出所有H桥的调制波。相比于现有技术，当某些H桥变换器的调制度大于4/π时系统依然能够正常运行，大幅度提高了单相级联H桥光伏并网逆变器应对功率不平衡的能力。
一种级联桥光伏并网逆变器功率不平衡控制方法

[发明专利]三相混合级联H桥光伏逆变器拓扑及功率匹配的方法-CN202310451249.3在审
发明人：赵涛;孙自祥;杜磊;冯之健 -专利权人：青岛大学
申请日： 2023-04-24 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种三相混合级联H桥光伏逆变器拓扑及功率匹配的方法，涉及光伏逆变器拓扑技术领域。该拓扑结构包括三相非隔离型级联H桥光伏逆变器和三相飞跨电容，三相非隔离型级联H桥光伏逆变器每一相有n个H桥单元，每一个H桥单元的直流侧连接一组光伏阵列；三相非隔离型级联H桥光伏逆变器每一相第n个H桥单元交流侧输出端分别接入一相飞跨电容，每一相飞跨电容包括一个嵌位电容、四个功率开关管和四个续流二极管；三相飞跨电容的每一相与两个串联的均压电容并联。本发明的三相级联非隔离型H桥光伏逆变器能够提高非隔离型三相级联H桥光伏并网系统的相间功率平衡能力，同时削弱有功功率回流的影响。
三相混合级联桥光伏逆变器拓扑功率匹配方法

[发明专利]级联H桥逆变器相间短路故障的有功功率回流抑制方法-CN202310375536.0在审
发明人：赵涛;孙自祥;杜磊;冯之健;范建华 -专利权人：青岛大学
申请日： 2023-04-10 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： H02H7/122 文献下载
摘要：本发明公开了一种级联H桥逆变器相间短路故障的有功功率回流抑制方法，涉及有功功率回流抑制技术领域。本发明提出了多个特定谐波零序电压的补偿策略，该方法根据故障类型、跌落深度和归一化功率计算并注入最优的3、5、7、9次谐波电压，使三相调制电压幅值最小化，从而显著缩小三相隔离型CHB光伏逆变器的有功功率回流区。本发明还公开了自适应零序电压补偿策略与多个特定谐波零序电压的补偿策略的联合控制策略，通过自适应零序电压补偿策略设置自适应零序电压补偿系数，将该系数添加到多个特定谐波零序电压的补偿策略最终谐波零序电压的计算中，实现了电压的自适应控制，更有效的缩小三相隔离型CHB光伏逆变器的有功功率回流区。
级联逆变器相间短路故障有功功率回流抑制方法

[发明专利]三相混合母线隔离型级联H桥光伏并网逆变器及并网系统-CN202310464394.5在审
发明人：赵涛;杜磊;孙自祥;冯之健 -专利权人：青岛大学
申请日： 2023-04-26 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种三相混合母线隔离型级联H桥光伏并网逆变器及并网系统，该逆变器的拓扑结构划分为独立母线部分和公共母线部分；独立母线部分由A相、B相、C相组成，每相中的各个模块均是由一个单相四端口DC/DC变换器及其输出侧两个端口连接的H桥变换器组成，所有模块的单相四端口DC/DC变换器共用一个磁芯；公共母线部分又划分为公共直流母线部分和公共交流母线部分；公共直流母线部分包括多个Boost变换器和一条公共直流母线，所有Boost变换器均连接到公共直流母线上；公共交流母线部分的各个模块均由一个三相共磁芯的三相五端口DC/DC变换器及其输出侧端口连接的H桥变换器组成，解决了相内相间功率不平衡的问题。
三相混合母线隔离级联桥光伏并网逆变器系统

[发明专利]一种级联H桥光伏并网逆变器调制波的配置策略-CN202011472556.2有效
发明人：赵涛;陈道炼;冯之健 -专利权人：青岛大学
申请日： 2020-12-14 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种级联H桥光伏并网逆变器调制波的配置策略，属于电气工程领域的光伏发电技术，其目的是为了解决单相级联H桥光伏并网逆变器模块间传输功率严重功率不平衡导致系统不能正常运行这一问题。步骤如下：通过控制使H桥变换器对应的光伏组件工作于最大功率点；对N个H桥变换器传输功率进行匹配控制；使用电流调节器对电网电流进行控制；计算所有H桥变换器的调制度，并判断系统的工作模式，根据系统工作模式的不同，采用不同的调制波计算方法，进行所有H桥调制波的配置。相比于现有技术，进一步扩大了级联H桥逆变器的线性调制范围，提高了级联H桥逆变器应对功率不平衡的能力。
一种级联桥光伏并网逆变器调制配置策略

[发明专利]一种单相级联型光伏并网逆变器的控制方法-CN202011472560.9有效
发明人：赵涛;陈道炼;冯之健 -专利权人：青岛大学
申请日： 2020-12-14 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种单相级联型光伏并网逆变器的控制方法，属于光伏发电领域。该方法应对光伏组件输出功率严重不平衡的工作场景，相比于现有的单相级联H桥光伏并网逆变器能够较大程度地扩大系统的运行范围。步骤包括：对H桥变换器直流母线电容电压的平均值进行控制；对并网电流进行控制；使用改进型最近电平逼近调制；对单相有源滤波器进行控制和对四开关管Buck‑Boost变换器的输入直流母线电压进行控制。采用所述的方法，即使在光伏组件输出功率严重不平衡的工作场景，所有光伏组件依然能够工作于自身的最大功率点，最大化系统的发电量。
一种单相级联型光伏并网逆变器控制方法

[发明专利]一种混合型有源钳位三电平逆变电路及控制方法-CN202211412210.2在审
发明人： 冯之健;赵树哲;孙自祥;赵涛 -专利权人：青岛大学
申请日： 2022-11-11 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： H02M7/487 文献下载
摘要：本公开提供了一种混合型有源钳位三电平逆变电路及控制方法，包括六个开关管S1～S6，开关管S1、S4由一个三极管构成；开关管S2、S3、S5和S6由一个场效应管和一个三极管并联构成，场效应管的额定电流小于三极管的额定电流，充分利用了三极管和场效应管各自的优势，通过同时驱动和错时驱动的控制方式，可以大幅降低开关损耗与通态损耗，并且降低了电路成本。
一种混合有源钳位三电平电路控制方法

[发明专利]光伏固态变压器在低电压穿越条件下的功率回流控制方法-CN202011472558.1有效
发明人：赵涛;陈道炼;冯之健 -专利权人：青岛大学
申请日： 2020-12-14 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： H02J3/48 文献下载
摘要：本发明公开了一种光伏固态变压器在低电压穿越条件下的功率回流控制方法，属于电气工程领域的光伏发电技术，其目的是当电网在低电压穿越条件下发生不对称跌落时避免出现有功功率回流，使三相级联光伏固态变压器在低电压穿越过程中依然能够正常运行。主要步骤包括公共直流母线电压控制、正序有功参考电流与正序无功参考电流选择、电网电流的控制、有功功率回流控制、H桥变换器直流母线电容电压控制以及光伏阵列的最大功率点追踪控制。相比于现有技术，即使光照强度较低，也能够有效地避免有功功率回流问题，使得系统在低电压穿越条件下依然能够正常运行。此外，所提出的控制方法能够保证三相传输的有功功率几乎相同。
固态变压器电压穿越条件下功率回流控制方法

[发明专利]一种有源钳位三电平逆变电路及其控制方法-CN202110564600.0有效
发明人： 冯之健;门立猛;赵涛;陈道炼;王田锟 -专利权人：青岛大学
申请日： 2021-05-24 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： H02M7/487 文献下载
摘要：本公开提供了一种有源钳位三电平逆变电路及控制方法，包括三电平逆变器主电路，主电路包括开关管T1～T6，每个开关管都反并联一个二极管，开关管T1的第一端接母线正极，开关管T4的第二端接母线负极，开关管T1的第二端接开关管T2、T5的第一端，开关管T4的第一端接开关管T3、T6的第二端，开关管T5的第二端、开关管T6的第一端均接入母线中点，开关管T2的第二端、开关管T3的第一端连接在一起形成桥臂端；开关管T1和T4由Si IGBT构成；开关管T2、T3、T5和T6由SiC MOSFET构成。本公开在不大幅修改电路结构的基础上，通过较为简单的换流过程，就可以降低开关损耗。
一种有源钳位三电平电路及其控制方法

[发明专利]一种级联H桥光伏并网逆变器的功率均衡控制方法-CN202011465852.X有效
发明人：赵涛;陈道炼;冯之健 -专利权人：青岛大学
申请日： 2020-12-11 - 公布日： 2022-05-03 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种级联H桥光伏并网逆变器的功率均衡控制方法，其目的是为了能够使三相共直流母线级联H桥光伏并网逆变器在光伏阵列之间输出功率严重不平衡时依然能够正常运行。步骤为：对N条公共直流母线的电压进行控制；对N条公共直流母线的输出功率指令值进行选择；对电网电流进行无静差控制；判断系统的工作模式，采用不同的调制波计算方法，计算出所有H桥的调制波；对所有三电平全桥LLC变换器的输出电压进行控制。采用这种方法，当某些H桥变换器的调制度大于1.155时系统依然能够正常运行，大幅度提高了三相共直流母线级联H桥光伏并网逆变器应对功率不平衡的能力。
一种级联桥光伏并网逆变器功率均衡控制方法

[发明专利]一种共直流母线级联H桥光伏并网逆变器的控制方法-CN202011472559.6有效
发明人：赵涛;陈道炼;冯之健 -专利权人：青岛大学
申请日： 2020-12-14 - 公布日： 2022-05-03 - 主分类号： H02M7/5387 文献下载
摘要：本发明公开了一种共直流母线级联H桥光伏并网逆变器的控制方法，属于电气工程领域的光伏发电技术，其目的是为了能够使三相共直流母线级联H桥光伏并网逆变器在光伏阵列输出功率不平衡时依然能够正常运行。主要步骤包括：对N条公共直流母线的电压进行控制；根据有功功率的指令值进行得到有功电流指令值并对电网电流进行无静差控制；根据所有模块传输的有功功率分配所有模块的调制电压；对所有三电平全桥LLC变换器的输出电压进行控制。采用这种方法，能够实现光伏阵列的多路最大功率点追踪控制，无相间功率不平衡问题，且三相变换器对应位置的模块传输的有功功率相同。此外，即使光伏阵列的输出功率有差异，系统依然能够正常运行。
一种直流母线级联桥光伏并网逆变器控制方法

[发明专利]一种有源钳位三电平逆变电路及方法-CN202110566010.1在审
发明人： 冯之健;赵涛;陈道炼 -专利权人：青岛大学
申请日： 2021-05-24 - 公布日： 2021-08-06 - 主分类号： H02M7/487 文献下载
摘要：本公开提供了一种有源钳位三电平逆变电路及方法，包括电路本体，所述电路本体的六个开关管中，每个开关管都反并联一个二极管，两个外管由SiC MOSFET构成，四个内管均由Si IGBT构成。本公开的硬开关损耗只存在于两个外管上，由于外管采用的SiC MOSFET，可以大幅降低开关损耗。
一种有源钳位三电平电路方法

[发明专利]辅助谐振变换极T型三电平软开关逆变电路及调制方法-CN201811552549.6有效
发明人：张兴;冯之健;王佳宁;荀元武 -专利权人：合肥工业大学
申请日： 2018-12-19 - 公布日： 2020-05-08 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明提供一种辅助谐振变换极T型三电平软开关逆变电路及其调制方法。所述电路包括T型主逆变电路、辅助谐振换流电路、滤波电路和负载。T型主逆变电路包括四个带反并联二极管的开关管和两个相同的支撑电容，辅助谐振换流电路包括两个带反并联二极管的辅助开关管、四个谐振电容和一个谐振电感。滤波电路为LC滤波电路。本发明提供的调制方法可以实现主开关管的零电压开关，辅助开关管的零电流开关。通过本发明能够降低T型三电平硬开关损耗，提高系统效率并降低电磁干扰。
辅助谐振变换电平开关电路调制方法

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