發(fā)布時(shí)間：2020-11-03 10:35

　　 電力電子變壓器是一種多功能的新型智能變壓器,不僅可以實(shí)現(xiàn)電壓變換和隔離,還可以實(shí)現(xiàn)交直流電網(wǎng)互聯(lián)、潮流控制和電能質(zhì)量調(diào)節(jié)等智能功能,在配電網(wǎng)中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。其中,基于模塊化多電平變換器(modular multilevel converter,MMC)結(jié)構(gòu)的電力電子變壓器具有高壓直流和低壓直流端口,可以有效地接入可再生新能源,實(shí)現(xiàn)交直流電網(wǎng)多端口互聯(lián)和新能源的積極消納。因此,本文對(duì)MMC結(jié)構(gòu)電力電子變壓器進(jìn)行了研究。首先,本文介紹了一種新型MMC結(jié)構(gòu)電力電子變壓器的拓?fù)?分析了該拓?fù)涞墓ぷ髟?并建立了 MMC和多有源橋變換器(multiple active bridge,MAB)的數(shù)學(xué)模型,得到了 MAB具有平衡輸入電壓和降低輸出紋波的特性。其次,在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下進(jìn)行了 MMC的內(nèi)外控制環(huán)設(shè)計(jì),其中電流內(nèi)環(huán)分別分析了采用PI控制和無(wú)源控制的控制方式;給出了 MAB同步脈沖控制和閉環(huán)控制的方式。仿真驗(yàn)證了 MMC電流內(nèi)環(huán)采用無(wú)源控制具有更好的性能,得到了 MAB具有良好的子模塊電容均壓特性,同時(shí)也驗(yàn)證了 MAB閉環(huán)控制的性能。接著,分析了不平衡電網(wǎng)條件下該新型電力電子變壓器的數(shù)學(xué)模型,并在正序同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立二倍頻脈動(dòng)功率和負(fù)序調(diào)制波的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上提出了一種功率諧振補(bǔ)償控制策略,同時(shí)針對(duì)不同控制目標(biāo)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后,搭建了基于實(shí)時(shí)數(shù)字仿真器(real time digital simulator,RTDS)的半實(shí)物仿真平臺(tái),具體包括控制器設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在該測(cè)試平臺(tái)上驗(yàn)證了平衡電網(wǎng)條件下電流內(nèi)環(huán)采用無(wú)源控制的可行性。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM41
【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 電力電子變壓器研究概況
    1.3 MMC結(jié)構(gòu)電力電子變壓器研究概況
    1.4 本文的主要工作
2 新型MMC結(jié)構(gòu)電力電子變壓器工作原理
    2.1 新型MMC結(jié)構(gòu)電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    2.2 MMC工作原理
        2.2.1 子模塊工作原理
        2.2.2 MMC模型分析
        2.2.3 MMC環(huán)流分析
    2.3 MAB工作原理
        2.3.1 MAB數(shù)學(xué)模型分析
        2.3.2 MAB原邊側(cè)功率流動(dòng)分析
        2.3.3 MAB功率流動(dòng)分析
    2.4 本章小結(jié)
3 新型MMC結(jié)構(gòu)電力電子變壓器控制策略
    3.1 MMC控制策略
        3.1.1 外環(huán)控制器設(shè)計(jì)
        3.1.2 內(nèi)環(huán)控制器設(shè)計(jì)
    3.2 MAB控制策略
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
4 不平衡電網(wǎng)條件下功率諧振補(bǔ)償控制策略
    4.1 不平衡條件下MMC模型
    4.2 功率諧振補(bǔ)償控制設(shè)計(jì)
    4.3 PR調(diào)節(jié)器和陷波器設(shè)計(jì)
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)
    5.1 測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)
    5.2 軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 軟件控制流程
        5.2.2 控制算法設(shè)計(jì)
    5.3 RTDS模型設(shè)計(jì)
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)和展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集

【參考文獻(xiàn)】

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