改進(jìn)T型三電平逆變器模型預(yù)測(cè)直接功率控制
發(fā)布時(shí)間:2021-04-21 13:59
當(dāng)前世界各國(guó)都在大力發(fā)展新能源技術(shù),其中風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟,在工業(yè)領(lǐng)域已得到較為廣泛的應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電多為大功率輸出,因此風(fēng)電變流器大部分為多電平變換器拓?fù)?其中以三電平變換器為主,所以三電平逆變器的性能在風(fēng)電變流器組的作用十分關(guān)鍵。本文采用了改進(jìn)T型三電平逆變器拓?fù)?并在該拓?fù)涞幕A(chǔ)上對(duì)逆變器進(jìn)行模型預(yù)測(cè)直接功率控制的研究。首先,介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、三電平逆變器發(fā)展歷程、當(dāng)前幾種主流的三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及逆變器控制策略研究現(xiàn)狀,以上內(nèi)容使課題的應(yīng)用背景更加明朗。在分析了當(dāng)前幾種主流三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)性能后,本課題選用改進(jìn)T型三電平逆變器拓?fù)?除繼承了傳統(tǒng)T型三電平逆變器諸多優(yōu)點(diǎn)外,還顯著降低了零狀態(tài)下的傳導(dǎo)損耗,進(jìn)而提高逆變器輸出效率。其次,本文對(duì)模型預(yù)測(cè)控制算法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,并分析了該算法在三電平逆變器下的具體實(shí)現(xiàn)方法。在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下,提出了一種結(jié)合模型預(yù)測(cè)算法和直接功率控制算法的控制方法,即模型預(yù)測(cè)直接功率控制,并對(duì)改進(jìn)T型三電平逆變器在采用模型預(yù)測(cè)直接功率控制方法下進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和理論分析。該控制將27種開關(guān)狀態(tài)分成兩組,并通過比較直流側(cè)的兩個(gè)...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 陸上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 海上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 三電平逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 三電平逆變器的發(fā)展歷程
1.3.2 傳統(tǒng)三電平逆變器拓?fù)浞治?br> 1.4 逆變器控制策略的發(fā)展現(xiàn)狀
1.5 逆變器中點(diǎn)電壓平衡控制研究
1.5.1 中點(diǎn)電位不平衡的原因
1.5.2 中點(diǎn)電位不平衡的危害
1.5.3 中點(diǎn)電位平衡控制研究現(xiàn)狀
1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 改進(jìn)T型三電平逆變器的工作原理及設(shè)計(jì)
2.1 改進(jìn)T型三電平逆變器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.2 改進(jìn)T型三電平逆變器的工作原理
2.3 三電平逆變器空間矢量調(diào)制
2.4 改進(jìn)T型三電平逆變器開環(huán)仿真及實(shí)驗(yàn)研究
2.5 本章小結(jié)
第3章 模型預(yù)測(cè)控制原理
3.1 引言
3.2 模型預(yù)測(cè)控制原理
3.2.1 模型預(yù)測(cè)
3.2.2 滾動(dòng)優(yōu)化
3.2.3 反饋校正
3.3 模型預(yù)測(cè)控制下的三電平逆變器控制策略
3.3.1 模型預(yù)測(cè)控制下三電平逆變器并網(wǎng)數(shù)學(xué)模型
3.3.2 模型預(yù)測(cè)控制下三電平逆變器中點(diǎn)電壓平衡控制
3.3.3 模型預(yù)測(cè)控制下改進(jìn)T型三電平逆變器仿真波形
3.4 本章小結(jié)
第4章 改進(jìn)T型三電平模型預(yù)測(cè)直接功率控制
4.1 模型預(yù)測(cè)直接功率控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
4.1.1 控制系統(tǒng)并網(wǎng)數(shù)學(xué)模型
4.1.2 控制系統(tǒng)帶載數(shù)學(xué)模型
4.2 模型預(yù)測(cè)直接功率控制策略
4.2.1 中點(diǎn)電壓平衡控制
4.2.2 模型預(yù)測(cè)直接功率控制
4.3 改進(jìn)T型三電平逆變器模型預(yù)測(cè)直接功率控制仿真結(jié)果及分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.1 主電路硬件參數(shù)設(shè)計(jì)
5.1.1 主電路開關(guān)管的設(shè)計(jì)
5.1.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
5.1.3 采樣電路設(shè)計(jì)
5.1.4 直流母線電容設(shè)計(jì)
5.1.5 濾波器設(shè)計(jì)
5.2 控制電路軟件設(shè)計(jì)
5.2.1 開環(huán)程序設(shè)計(jì)
5.2.2 閉環(huán)程序設(shè)計(jì)
5.3 模型預(yù)測(cè)直接功率控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)海上風(fēng)電2018[J]. 易躍春. 電力設(shè)備管理. 2018(12)
[2]光伏并網(wǎng)逆變器的改進(jìn)模型預(yù)測(cè)控制研究[J]. 周科,劉伯鴻,李茂青. 電氣傳動(dòng). 2018(11)
[3]三電平并網(wǎng)逆變器的低開關(guān)頻率模型預(yù)測(cè)控制[J]. 王洋,程志江,李永東. 可再生能源. 2018(10)
[4]德國(guó)陸上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 夏云峰. 風(fēng)能. 2018(10)
[5]T型三電平逆變器中點(diǎn)電壓平衡控制[J]. 葉滿園,韓祥鵬. 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2018(09)
[6]基于零序電壓注入的七電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中點(diǎn)電壓平衡控制方法[J]. 繩偉輝,葛瓊璇. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[7]基于無差拍控制的T型三電平逆變器中點(diǎn)電位平衡策略[J]. 馮騰,康龍?jiān)?胡畢華,馮元彬. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(08)
[8]光伏并網(wǎng)逆變有限狀態(tài)模型預(yù)測(cè)直接功率控制[J]. 陳靜,向紫欣,鄧奕. 電氣傳動(dòng). 2017(11)
[9]雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)終端滑模變結(jié)構(gòu)的直接功率控制[J]. 管萍,董玲玲,楊秀媛. 電力電子技術(shù). 2017(09)
[10]NPC型三電平永磁同步風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)控制滿足低電壓穿越要求研究[J]. 馬臨超,蔣煒華,薛寶星. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(16)
本文編號(hào):3151888
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 陸上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 海上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 三電平逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 三電平逆變器的發(fā)展歷程
1.3.2 傳統(tǒng)三電平逆變器拓?fù)浞治?br> 1.4 逆變器控制策略的發(fā)展現(xiàn)狀
1.5 逆變器中點(diǎn)電壓平衡控制研究
1.5.1 中點(diǎn)電位不平衡的原因
1.5.2 中點(diǎn)電位不平衡的危害
1.5.3 中點(diǎn)電位平衡控制研究現(xiàn)狀
1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 改進(jìn)T型三電平逆變器的工作原理及設(shè)計(jì)
2.1 改進(jìn)T型三電平逆變器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.2 改進(jìn)T型三電平逆變器的工作原理
2.3 三電平逆變器空間矢量調(diào)制
2.4 改進(jìn)T型三電平逆變器開環(huán)仿真及實(shí)驗(yàn)研究
2.5 本章小結(jié)
第3章 模型預(yù)測(cè)控制原理
3.1 引言
3.2 模型預(yù)測(cè)控制原理
3.2.1 模型預(yù)測(cè)
3.2.2 滾動(dòng)優(yōu)化
3.2.3 反饋校正
3.3 模型預(yù)測(cè)控制下的三電平逆變器控制策略
3.3.1 模型預(yù)測(cè)控制下三電平逆變器并網(wǎng)數(shù)學(xué)模型
3.3.2 模型預(yù)測(cè)控制下三電平逆變器中點(diǎn)電壓平衡控制
3.3.3 模型預(yù)測(cè)控制下改進(jìn)T型三電平逆變器仿真波形
3.4 本章小結(jié)
第4章 改進(jìn)T型三電平模型預(yù)測(cè)直接功率控制
4.1 模型預(yù)測(cè)直接功率控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
4.1.1 控制系統(tǒng)并網(wǎng)數(shù)學(xué)模型
4.1.2 控制系統(tǒng)帶載數(shù)學(xué)模型
4.2 模型預(yù)測(cè)直接功率控制策略
4.2.1 中點(diǎn)電壓平衡控制
4.2.2 模型預(yù)測(cè)直接功率控制
4.3 改進(jìn)T型三電平逆變器模型預(yù)測(cè)直接功率控制仿真結(jié)果及分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.1 主電路硬件參數(shù)設(shè)計(jì)
5.1.1 主電路開關(guān)管的設(shè)計(jì)
5.1.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
5.1.3 采樣電路設(shè)計(jì)
5.1.4 直流母線電容設(shè)計(jì)
5.1.5 濾波器設(shè)計(jì)
5.2 控制電路軟件設(shè)計(jì)
5.2.1 開環(huán)程序設(shè)計(jì)
5.2.2 閉環(huán)程序設(shè)計(jì)
5.3 模型預(yù)測(cè)直接功率控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)海上風(fēng)電2018[J]. 易躍春. 電力設(shè)備管理. 2018(12)
[2]光伏并網(wǎng)逆變器的改進(jìn)模型預(yù)測(cè)控制研究[J]. 周科,劉伯鴻,李茂青. 電氣傳動(dòng). 2018(11)
[3]三電平并網(wǎng)逆變器的低開關(guān)頻率模型預(yù)測(cè)控制[J]. 王洋,程志江,李永東. 可再生能源. 2018(10)
[4]德國(guó)陸上風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 夏云峰. 風(fēng)能. 2018(10)
[5]T型三電平逆變器中點(diǎn)電壓平衡控制[J]. 葉滿園,韓祥鵬. 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2018(09)
[6]基于零序電壓注入的七電平有源中點(diǎn)鉗位型逆變器中點(diǎn)電壓平衡控制方法[J]. 繩偉輝,葛瓊璇. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[7]基于無差拍控制的T型三電平逆變器中點(diǎn)電位平衡策略[J]. 馮騰,康龍?jiān)?胡畢華,馮元彬. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(08)
[8]光伏并網(wǎng)逆變有限狀態(tài)模型預(yù)測(cè)直接功率控制[J]. 陳靜,向紫欣,鄧奕. 電氣傳動(dòng). 2017(11)
[9]雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)終端滑模變結(jié)構(gòu)的直接功率控制[J]. 管萍,董玲玲,楊秀媛. 電力電子技術(shù). 2017(09)
[10]NPC型三電平永磁同步風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變器模型預(yù)測(cè)控制滿足低電壓穿越要求研究[J]. 馬臨超,蔣煒華,薛寶星. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(16)
本文編號(hào):3151888
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