發(fā)布時(shí)間：2020-05-28 12:39

【摘要】：模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter,MMC)因擁有高度模塊化、低開關(guān)頻率、低輸出諧波及容量可拓展性等特性,廣泛應(yīng)用于柔性直流輸電(VSCHVDC)工程,尤其適用于遠(yuǎn)距離輸電、異步互聯(lián)、多端輸電網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。電容作為MMC子模塊的核心儲(chǔ)能元件,其容值優(yōu)化問(wèn)題受到較多關(guān)注。利用橋臂環(huán)流或是三次諧波電壓注入是主要的有效優(yōu)化手段,但目前的研究主要集中于單一方法,未結(jié)合兩種方法進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究。本文根據(jù)MMC子模塊電容電壓的波動(dòng)特性,對(duì)其在協(xié)同諧波電壓注入下的優(yōu)化方法進(jìn)行了研究。首先,本文介紹了MMC基本工作原理,建立了基本的等效數(shù)學(xué)模型,介紹了MMC調(diào)制技術(shù)和基本控制策略,簡(jiǎn)述內(nèi)環(huán)電流控制、外環(huán)電壓控制的原理和設(shè)計(jì)方法。隨后,本文根據(jù)形成環(huán)流的共模等效回路,明確了環(huán)流的主要成分,分析了自然環(huán)流、抑制環(huán)流及注入環(huán)流三種環(huán)流控制策略,對(duì)比了它們對(duì)橋臂電流有效值和電容電壓波動(dòng)的影響情況。并推導(dǎo)了二次諧波電壓和二倍頻環(huán)流的數(shù)學(xué)模型,得到基于二次諧波電壓注入的電容容值優(yōu)化方法。根據(jù)橋臂電流、開關(guān)函數(shù)得到子模塊電容電流表達(dá)式,分析子模塊電容充放電過(guò)程。在該基礎(chǔ)上,引入三次諧波注入技術(shù),協(xié)調(diào)控制二次與三次諧波的幅值與相角,利用遺傳算法,提出基于協(xié)同諧波電壓注入的子模塊電容容值優(yōu)化方法,進(jìn)一步提升子模塊直流電壓利用率,降低子模塊電容電壓波動(dòng),并利用仿真驗(yàn)證了理論分析。最后,本文介紹了三相MMC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主電路的設(shè)計(jì),介紹了控制電路及子模塊電路的設(shè)計(jì),搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并應(yīng)用該三相MMC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證子模塊電容容值優(yōu)化方法有效性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2685251