【摘要】：三相電壓源PWM變流器作為分布式系統(tǒng)中電源和負荷之間的關鍵接口,被越來越廣泛的應用。然而,在實際運行中存在著不同類型的電網擾動和故障,給變流器的正常運行帶來了巨大的挑戰(zhàn)。電網不平衡就是這種異常情況之一,其會導致交流側產生負序電流和直流側產生較大的二倍頻電壓/電流脈動,從而嚴重的降低了系統(tǒng)的性能。到目前為止,并沒有任何一種控制策略能夠在不平衡電網工況下同時實現(xiàn)平衡正弦的并網電流和恒定的直流電壓/電流。為了解決上述問題,本文提出了三種三相有源功率解耦型拓撲,其在不平衡工況下仍具有高性能。本文的主要內容有:(1)針對三相電網電壓不平衡造成的問題,提出了三個三相功率解耦型變流器拓撲:四橋臂改進型變流器、三相Buck型差分式變流器和三相分裂電容式變流器,對這三種拓撲進行電路分析及功率流動分析,計算出拓撲完成功率解耦時解耦電容電壓的幅值和相位。然后,提出了功率解耦型拓撲在三相電網不平衡工況下的控制策略:包括分析不平衡電網下的SRF-PLL和DSOGI-PLL、給出含有共享橋臂的電路的控制策略和解耦電路的控制策略。最后,提供了仿真結果證明了功率解耦型拓撲及其控制策略的有效性:即可在不平衡工況下同時實現(xiàn)平衡正弦的交流并網電流和恒定的直流電壓/電流。(2)對三個三相功率解耦型拓撲的交流等效電路進行分析研究并計算了其最低直流電壓和交流電流應力表達式。同時,介紹了七種電網故障造成的三相不平衡電網電壓向量圖及其表達式。之后,詳細計算了三個功率解耦型拓撲在各種故障造成的不平衡電網工況下最惡劣情況下的直流電壓和交流電流應力。從額外增加的器件數(shù)、直流電壓和并網電流性能、各種不平衡類型下的拓撲的直流電壓和交流電流應力、控制系統(tǒng)的代碼的計算時間等方面對三個拓撲進行綜合比較。最后,從多方面比較了最優(yōu)拓撲(三相Buck型差分式變流器)與傳統(tǒng)變流器,并對三相Buck型差分式變流器拓撲的附加功能及實際應用場景進行討論及分析。(3)使用dSPACE和功率解耦型變流器搭建了半實物仿真平臺,仿真和實驗結果驗證了提出的拓撲及其控制策略的有效性,同時證明了正文的理論分析的正確性。
【圖文】：

圖１－３單相功率解耦型變流器概念圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ邋ｐｏｗｅｒ－ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ邋ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ逡逑

圖１－５帶功率解耦電路的單相變流器逡逑Ｆｉｇ．邋１－５邋Ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ邋ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ邋ｗｉｔｈ邋ａｃｔｉｖｅ邋ｐｏｗｅｒ邋ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ逡逑
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM46

【參考文獻】

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1 楊曉峰;鄭瓊林;;基于MMC環(huán)流模型的通用環(huán)流抑制策略[J];中國電機工程學報;2012年18期

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3 廖勇;莊凱;姚駿;;電網電壓不平衡時全功率風電并網變流器的控制策略[J];電網技術;2012年01期

4 羅悅華;伍小杰;王晶鑫;;三相PWM整流器及其控制策略的現(xiàn)狀及展望[J];電氣傳動;2006年05期

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3 黃泳均;電網不平衡下三相PWM整流器的控制策略研究[D];北京交通大學;2009年

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本文編號：2685191