中壓MMC環(huán)流抑制與電容電壓平衡方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-07 01:46
近年來(lái),隨著遠(yuǎn)距離大功率高壓輸電技術(shù)的迅速發(fā)展,模塊化多電平換流器(MMC)逐漸成為柔性直流輸電技術(shù)(HVDC)所用換流器中的主流拓?fù)。子模塊之間相互級(jí)聯(lián)的模塊化結(jié)構(gòu)使得MMC具有開(kāi)關(guān)頻率低且損耗少、電能變換效率高、諧波含量低、輸出電壓和電流波形良好、可靈活拓展等顯著優(yōu)勢(shì)。這種新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅在HVDC工程中廣受關(guān)注,在許多中壓場(chǎng)合如調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)、統(tǒng)一潮流控制器、直流融冰、固態(tài)變壓器與中壓直流配電網(wǎng)等領(lǐng)域也有著相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。相比直流輸電應(yīng)用,中壓MMC電壓等級(jí)低,子模塊數(shù)目通常只有幾十個(gè),但目前其調(diào)制、環(huán)流抑制以及內(nèi)部能量平衡仍然主要沿用柔直工程中MMC的設(shè)計(jì)方法。為優(yōu)化中壓應(yīng)用中MMC的性能,本文的主要研究工作如下:首先,本文通過(guò)分析MMC的電路結(jié)構(gòu)和調(diào)制策略,給出了載波移相調(diào)制下MMC橋臂電壓與輸出交流電壓的傅里葉表達(dá)式。當(dāng)考慮環(huán)流抑制方法后,揭示了橋臂電壓參考信號(hào)將產(chǎn)生一系列的偶次諧波,對(duì)MMC輸出交流電壓諧波特性產(chǎn)生不利影響。在此基礎(chǔ)上通過(guò)數(shù)學(xué)分析闡明了MMC環(huán)流抑制與載波移相調(diào)制之間的耦合現(xiàn)象,并通過(guò)了仿真驗(yàn)證。其次,為了避免環(huán)流抑制影響輸出交流電壓的諧波特性,提出了...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究目的和意義
1.1.1 課題來(lái)源
1.1.2 課題背景及研究意義
1.2 MMC環(huán)流抑制與子模塊電容電壓平衡方法研究現(xiàn)狀
1.2.1 MMC脈沖寬度調(diào)制策略研究現(xiàn)狀
1.2.2 MMC環(huán)流抑制策略研究現(xiàn)狀
1.2.3 MMC子模塊電容電壓平衡方法研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 MMC環(huán)流抑制與載波移相調(diào)制的耦合現(xiàn)象
2.1 引言
2.2 無(wú)環(huán)流抑制的MMC載波移相調(diào)制諧波特性
2.2.1 MMC的載波移相調(diào)制
2.2.2 載波移相角的選取
2.3 環(huán)流抑制對(duì)MMC調(diào)制載波移相諧波特性的影響
2.4 MMC環(huán)流抑制與載波移相調(diào)制的耦合現(xiàn)象仿真
2.5 本章小結(jié)
第3章 MMC解耦調(diào)制策略研究
3.1 引言
3.2 MMC解耦調(diào)制策略的原理
3.3 降低解耦調(diào)制額外開(kāi)關(guān)次數(shù)的方法
3.3.1 延遲時(shí)間Tw的引入
3.3.2 延遲時(shí)間Tw最大值的選取
3.4 MMC解耦調(diào)制策略仿真
3.5 本章小結(jié)
第4章 MMC子模塊電容電壓平衡方法的研究
4.1 引言
4.2 MMC相間與橋臂間能量平衡控制策略
4.3 MMC子模塊電容電壓平衡方法
4.3.1 降低開(kāi)關(guān)次數(shù)的子模塊電容電壓平衡方法
4.3.2 帶有電容電壓約束的子模塊電容電壓平衡方法
4.4 仿真分析
4.4.1 MMC相間與橋臂間能量平衡控制策略仿真
4.4.2 MMC子模塊電容電壓平衡方法仿真
4.5 本章小結(jié)
第5章 MMC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.1 引言
5.2 MMC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)
5.2.1 MMC實(shí)驗(yàn)樣機(jī)主電路設(shè)計(jì)
5.2.2 MMC實(shí)驗(yàn)樣機(jī)控制電路設(shè)計(jì)
5.3 MMC傳統(tǒng)調(diào)制策略下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.4 MMC解耦調(diào)制策略下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.4.1 解耦調(diào)制策略下環(huán)流抑制的MMC實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.4.2 實(shí)驗(yàn)中不同Tw下子模塊的平均開(kāi)關(guān)次數(shù)對(duì)比
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]直流配電網(wǎng)功率控制策略與電壓波動(dòng)研究[J]. 蔣智化,劉連光,劉自發(fā),張曉晴. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]模塊化多電平換流器MMC的環(huán)流抑制技術(shù)綜述[J]. 楊曉峰,林智欽,周楚堯,薛堯,鄭瓊林. 電源學(xué)報(bào). 2015(06)
[3]模塊化多電平型變流器電容電壓波動(dòng)及其抑制策略研究[J]. 黃守道,彭也倫,廖武. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(07)
[4]基于載波移相調(diào)制的模塊化多電平變換器變頻運(yùn)行控制[J]. 公錚,伍小杰,王釗,戴鵬. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[5]基于雙PI控制器的模塊化多電平變換器環(huán)流抑制策略[J]. 王朝明,王華廣,王晴. 電網(wǎng)技術(shù). 2014(10)
[6]模塊組合多電平變換器的研究綜述[J]. 楊曉峰,林智欽,鄭瓊林,游小杰. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(06)
[7]采用載波移相調(diào)制的模塊化多電平換流器電容電壓平衡控制[J]. 李笑倩,宋強(qiáng),劉文華,李建國(guó). 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(09)
[8]采用載波移相技術(shù)的模塊化多電平換流器電容電壓平衡控制[J]. 趙昕,趙成勇,李廣凱,饒宏,黎小林. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(21)
[9]新型模塊化多電平換流器空間矢量脈寬調(diào)制的通用算法[J]. 李強(qiáng),賀之淵,湯廣福,包海龍,王熙駿,王韌. 電網(wǎng)技術(shù). 2011(05)
[10]模塊化多電平換流器環(huán)流抑制控制器設(shè)計(jì)[J]. 屠卿瑞,徐政,管敏淵,鄭翔,張靜. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2010(18)
本文編號(hào):3421133
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究目的和意義
1.1.1 課題來(lái)源
1.1.2 課題背景及研究意義
1.2 MMC環(huán)流抑制與子模塊電容電壓平衡方法研究現(xiàn)狀
1.2.1 MMC脈沖寬度調(diào)制策略研究現(xiàn)狀
1.2.2 MMC環(huán)流抑制策略研究現(xiàn)狀
1.2.3 MMC子模塊電容電壓平衡方法研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 MMC環(huán)流抑制與載波移相調(diào)制的耦合現(xiàn)象
2.1 引言
2.2 無(wú)環(huán)流抑制的MMC載波移相調(diào)制諧波特性
2.2.1 MMC的載波移相調(diào)制
2.2.2 載波移相角的選取
2.3 環(huán)流抑制對(duì)MMC調(diào)制載波移相諧波特性的影響
2.4 MMC環(huán)流抑制與載波移相調(diào)制的耦合現(xiàn)象仿真
2.5 本章小結(jié)
第3章 MMC解耦調(diào)制策略研究
3.1 引言
3.2 MMC解耦調(diào)制策略的原理
3.3 降低解耦調(diào)制額外開(kāi)關(guān)次數(shù)的方法
3.3.1 延遲時(shí)間Tw的引入
3.3.2 延遲時(shí)間Tw最大值的選取
3.4 MMC解耦調(diào)制策略仿真
3.5 本章小結(jié)
第4章 MMC子模塊電容電壓平衡方法的研究
4.1 引言
4.2 MMC相間與橋臂間能量平衡控制策略
4.3 MMC子模塊電容電壓平衡方法
4.3.1 降低開(kāi)關(guān)次數(shù)的子模塊電容電壓平衡方法
4.3.2 帶有電容電壓約束的子模塊電容電壓平衡方法
4.4 仿真分析
4.4.1 MMC相間與橋臂間能量平衡控制策略仿真
4.4.2 MMC子模塊電容電壓平衡方法仿真
4.5 本章小結(jié)
第5章 MMC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.1 引言
5.2 MMC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)
5.2.1 MMC實(shí)驗(yàn)樣機(jī)主電路設(shè)計(jì)
5.2.2 MMC實(shí)驗(yàn)樣機(jī)控制電路設(shè)計(jì)
5.3 MMC傳統(tǒng)調(diào)制策略下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.4 MMC解耦調(diào)制策略下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.4.1 解耦調(diào)制策略下環(huán)流抑制的MMC實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.4.2 實(shí)驗(yàn)中不同Tw下子模塊的平均開(kāi)關(guān)次數(shù)對(duì)比
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]直流配電網(wǎng)功率控制策略與電壓波動(dòng)研究[J]. 蔣智化,劉連光,劉自發(fā),張曉晴. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]模塊化多電平換流器MMC的環(huán)流抑制技術(shù)綜述[J]. 楊曉峰,林智欽,周楚堯,薛堯,鄭瓊林. 電源學(xué)報(bào). 2015(06)
[3]模塊化多電平型變流器電容電壓波動(dòng)及其抑制策略研究[J]. 黃守道,彭也倫,廖武. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(07)
[4]基于載波移相調(diào)制的模塊化多電平變換器變頻運(yùn)行控制[J]. 公錚,伍小杰,王釗,戴鵬. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[5]基于雙PI控制器的模塊化多電平變換器環(huán)流抑制策略[J]. 王朝明,王華廣,王晴. 電網(wǎng)技術(shù). 2014(10)
[6]模塊組合多電平變換器的研究綜述[J]. 楊曉峰,林智欽,鄭瓊林,游小杰. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(06)
[7]采用載波移相調(diào)制的模塊化多電平換流器電容電壓平衡控制[J]. 李笑倩,宋強(qiáng),劉文華,李建國(guó). 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(09)
[8]采用載波移相技術(shù)的模塊化多電平換流器電容電壓平衡控制[J]. 趙昕,趙成勇,李廣凱,饒宏,黎小林. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(21)
[9]新型模塊化多電平換流器空間矢量脈寬調(diào)制的通用算法[J]. 李強(qiáng),賀之淵,湯廣福,包海龍,王熙駿,王韌. 電網(wǎng)技術(shù). 2011(05)
[10]模塊化多電平換流器環(huán)流抑制控制器設(shè)計(jì)[J]. 屠卿瑞,徐政,管敏淵,鄭翔,張靜. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2010(18)
本文編號(hào):3421133
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