模塊化多電平同相補償裝置的控制策略研究
發(fā)布時間:2020-12-20 08:45
為了解決電氣化鐵路中諧波、負序、無功等電能質(zhì)量問題及電力機車過分相問題,采用新型同相供電補償裝置實現(xiàn)電力機車同相供電。CPD(Co-Phase Compensation Device,同相補償裝置)作為電氣化鐵路有源補償裝置,是實現(xiàn)同相供電的重要方法。采用MMC(Modular Multilevel Converter,模塊化多電平變換器)的同相補償裝置可以提高系統(tǒng)效率,減小CPD體積,降低成本,適用于高壓大功率場合。因此,本文針對MMC-CPD(Modular Multilevel Converter and Co-Phase Compensation Device,模塊化多電平同相補償裝置)的控制策略展開研究。(1)對同相供電系統(tǒng)常見有源補償裝置進行分析,提出采用三相兩臂MMC-CPD作為同相供電系統(tǒng)的新型補償裝置。繪制其拓撲圖,分別在abc靜止坐標系與dq旋轉(zhuǎn)坐標系下建立三相兩臂MMC-CPD的數(shù)學模型,分析其工作原理并推算開關(guān)函數(shù)。(2)分析電氣化鐵路交-直型及交-直-交型兩種牽引負荷電流特性。為了實現(xiàn)同相供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量補償,須實時準確地檢測電氣化鐵路牽引負荷及同相補償裝置...
【文章來源】:蘭州交通大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 同相補償裝置研究現(xiàn)狀
1.2.1 同相補償裝置理論研究
1.2.2 同相補償裝置工程應(yīng)用
1.3 MMC控制策略的研究背景與現(xiàn)狀
1.3.1 MMC控制策略研究現(xiàn)狀
1.3.2 基于MMC的同相補償裝置研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究內(nèi)容
2 三相兩臂MMC-CPD的工作原理和數(shù)學模型
2.1 單相MMC拓撲結(jié)構(gòu)及工作原理
2.2 三相兩臂MMC-CPD拓撲結(jié)構(gòu)及工作原理
2.3 三相兩臂MMC-CPD數(shù)學模型的建立
2.3.1 三相兩臂MMC-CPD在 abc靜止坐標系下的數(shù)學模型
2.3.2 三相兩臂MMC-CPD在 dq旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型
2.4 小結(jié)
3 三相兩臂MMC-CPD的控制策略研究
3.1 三相兩臂MMC-CPD的指令電流檢測
3.1.1 牽引負荷電流分析
3.1.2 傳統(tǒng)指令電流檢測
3.1.3 基于dq同步旋轉(zhuǎn)坐標系的指令電流檢測
3.2 三相兩臂MMC-CPD的電流跟蹤控制
3.2.1 傳統(tǒng)控制策略
3.2.2 基于dq坐標系的VPI控制策略
3.2.3 基于abc坐標系的直接電流控制策略
3.2.4 子模塊電容電壓平衡控制及環(huán)流抑制
3.3 三相兩臂MMC-CPD調(diào)制策略研究
3.3.1 載波移相調(diào)制
3.3.2 載波層疊調(diào)制
3.3.3 最近電平逼近調(diào)制
3.4 小結(jié)
4 三相兩臂MMC-CPD的仿真分析
4.1 基于dq坐標系的VPI控制
4.2 基于abc坐標系的直接電流控制
4.3 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]模塊化多電平換流器的載波層疊脈寬調(diào)制策略分析與改進[J]. 白志紅,周玉虎. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(21)
[2]同相供電直掛變流器拓撲結(jié)構(gòu)與容量匹配關(guān)系[J]. 黃小紅,李群湛,楊乃琪. 西南交通大學學報. 2017(02)
[3]基于模型預(yù)測控制的MMC-HVDC系統(tǒng)控制策略研究[J]. 代高富,符金偉,周勝,張冬凱. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2016(10)
[4]基于模塊化多電平換流器和組合式變壓器的高速鐵路同相牽引供電系統(tǒng)[J]. 黃小紅,李群湛. 高電壓技術(shù). 2016(01)
[5]采用質(zhì)因子分解法的模塊化多電平換流器電容電壓平衡優(yōu)化算法[J]. 彭茂蘭,趙成勇,劉興華,郭春義. 中國電機工程學報. 2014(33)
[6]不對稱交流電網(wǎng)下MMC-HVDC輸電系統(tǒng)的控制策略[J]. 孔明,湯廣福,賀之淵,楊杰. 中國電機工程學報. 2013(28)
[7]基于自適應(yīng)比例諧振的新型并網(wǎng)電流控制策略[J]. 劉斌,謝積錦,李俊,伍家駒. 電工技術(shù)學報. 2013(09)
[8]基于MMC歐拉—拉格朗日模型的HVDC不對稱故障控制[J]. 蔡新紅,趙成勇,龐輝,林暢. 電力系統(tǒng)自動化. 2013(17)
[9]模塊化多電平換流器橋臂電抗器參數(shù)設(shè)計方法[J]. 趙成勇,胡靜,翟曉萌,謝敏華,高陽. 電力系統(tǒng)自動化. 2013(15)
[10]比例諧振控制器在MMC-HVDC控制中的仿真研究[J]. 張建坡,趙成勇,敬華兵. 中國電機工程學報. 2013(21)
博士論文
[1]新型注入式混合有源濾波器的理論及其應(yīng)用研究[D]. 湯賜.湖南大學 2008
碩士論文
[1]組合式同相供電系統(tǒng)的容量分析及MMC仿真研究[D]. 常文寰.蘭州交通大學 2017
[2]基于MMC-MTDC的新型牽引供電系統(tǒng)建模與控制[D]. 吳繼珍.華東交通大學 2016
[3]基于三相四開關(guān)變流器的電氣化鐵路有源補償研究[D]. 周末.蘭州交通大學 2016
[4]新型高速鐵路電能質(zhì)量綜合補償系統(tǒng)[D]. 曾燦林.湖南大學 2011
本文編號:2927574
【文章來源】:蘭州交通大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 同相補償裝置研究現(xiàn)狀
1.2.1 同相補償裝置理論研究
1.2.2 同相補償裝置工程應(yīng)用
1.3 MMC控制策略的研究背景與現(xiàn)狀
1.3.1 MMC控制策略研究現(xiàn)狀
1.3.2 基于MMC的同相補償裝置研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究內(nèi)容
2 三相兩臂MMC-CPD的工作原理和數(shù)學模型
2.1 單相MMC拓撲結(jié)構(gòu)及工作原理
2.2 三相兩臂MMC-CPD拓撲結(jié)構(gòu)及工作原理
2.3 三相兩臂MMC-CPD數(shù)學模型的建立
2.3.1 三相兩臂MMC-CPD在 abc靜止坐標系下的數(shù)學模型
2.3.2 三相兩臂MMC-CPD在 dq旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型
2.4 小結(jié)
3 三相兩臂MMC-CPD的控制策略研究
3.1 三相兩臂MMC-CPD的指令電流檢測
3.1.1 牽引負荷電流分析
3.1.2 傳統(tǒng)指令電流檢測
3.1.3 基于dq同步旋轉(zhuǎn)坐標系的指令電流檢測
3.2 三相兩臂MMC-CPD的電流跟蹤控制
3.2.1 傳統(tǒng)控制策略
3.2.2 基于dq坐標系的VPI控制策略
3.2.3 基于abc坐標系的直接電流控制策略
3.2.4 子模塊電容電壓平衡控制及環(huán)流抑制
3.3 三相兩臂MMC-CPD調(diào)制策略研究
3.3.1 載波移相調(diào)制
3.3.2 載波層疊調(diào)制
3.3.3 最近電平逼近調(diào)制
3.4 小結(jié)
4 三相兩臂MMC-CPD的仿真分析
4.1 基于dq坐標系的VPI控制
4.2 基于abc坐標系的直接電流控制
4.3 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]模塊化多電平換流器的載波層疊脈寬調(diào)制策略分析與改進[J]. 白志紅,周玉虎. 電力系統(tǒng)自動化. 2018(21)
[2]同相供電直掛變流器拓撲結(jié)構(gòu)與容量匹配關(guān)系[J]. 黃小紅,李群湛,楊乃琪. 西南交通大學學報. 2017(02)
[3]基于模型預(yù)測控制的MMC-HVDC系統(tǒng)控制策略研究[J]. 代高富,符金偉,周勝,張冬凱. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2016(10)
[4]基于模塊化多電平換流器和組合式變壓器的高速鐵路同相牽引供電系統(tǒng)[J]. 黃小紅,李群湛. 高電壓技術(shù). 2016(01)
[5]采用質(zhì)因子分解法的模塊化多電平換流器電容電壓平衡優(yōu)化算法[J]. 彭茂蘭,趙成勇,劉興華,郭春義. 中國電機工程學報. 2014(33)
[6]不對稱交流電網(wǎng)下MMC-HVDC輸電系統(tǒng)的控制策略[J]. 孔明,湯廣福,賀之淵,楊杰. 中國電機工程學報. 2013(28)
[7]基于自適應(yīng)比例諧振的新型并網(wǎng)電流控制策略[J]. 劉斌,謝積錦,李俊,伍家駒. 電工技術(shù)學報. 2013(09)
[8]基于MMC歐拉—拉格朗日模型的HVDC不對稱故障控制[J]. 蔡新紅,趙成勇,龐輝,林暢. 電力系統(tǒng)自動化. 2013(17)
[9]模塊化多電平換流器橋臂電抗器參數(shù)設(shè)計方法[J]. 趙成勇,胡靜,翟曉萌,謝敏華,高陽. 電力系統(tǒng)自動化. 2013(15)
[10]比例諧振控制器在MMC-HVDC控制中的仿真研究[J]. 張建坡,趙成勇,敬華兵. 中國電機工程學報. 2013(21)
博士論文
[1]新型注入式混合有源濾波器的理論及其應(yīng)用研究[D]. 湯賜.湖南大學 2008
碩士論文
[1]組合式同相供電系統(tǒng)的容量分析及MMC仿真研究[D]. 常文寰.蘭州交通大學 2017
[2]基于MMC-MTDC的新型牽引供電系統(tǒng)建模與控制[D]. 吳繼珍.華東交通大學 2016
[3]基于三相四開關(guān)變流器的電氣化鐵路有源補償研究[D]. 周末.蘭州交通大學 2016
[4]新型高速鐵路電能質(zhì)量綜合補償系統(tǒng)[D]. 曾燦林.湖南大學 2011
本文編號:2927574
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