本文關(guān)鍵詞：基于MMC的隔離型DC-DC變換器的研究

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【摘要】：伴隨世界科技與經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,高壓直流輸電(High-voltage direct current, HVDC)技術(shù)憑借著大功率變換裝置的技術(shù)突破解決了原先難以處理的棘手技術(shù)缺陷,直流輸電技術(shù)再一次被各國技術(shù)人員所關(guān)注。世界各地已逐步建設(shè)成功并投入運(yùn)行大量直流輸電工程,各國專家學(xué)者對直流輸電的研究也越來越廣泛。高壓大功率直流電網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)距離場合的應(yīng)用也越來越普及,日益在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化建設(shè)中占據(jù)核心地位,可以想象在今后的輸電網(wǎng)絡(luò)中采用直流輸電技術(shù)進(jìn)行電能傳輸?shù)谋戎貢絹碓酱蟆ＤK化多電平變換器(Modular Multilevel Converter, MMC)其模塊化的形式非常便與其擴(kuò)展,能夠通過增減接入裝置中的子模塊數(shù)量來滿足不同功率和電壓等級的要求,便于實(shí)現(xiàn)集成化、縮短項(xiàng)目周期、節(jié)約成本,且基于MMC的直流變換器拓?fù)渚哂性谕β实燃壍臈l件下開關(guān)器件的電壓、電流應(yīng)力小,由于MMC在一定的條件下能夠達(dá)到能量四象限運(yùn)行,從而使得功率可雙向流動。本文將MMC應(yīng)用于DC-DC斬波裝置中,將兩個(gè)MMC系統(tǒng)采用F-T-F即面對面方式組合,通過隔離變壓器完成電壓變換、電氣隔離。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了能量的雙向流動,具有光電隔離、直流側(cè)故障下系統(tǒng)可穿越故障維持系統(tǒng)正常工作的特點(diǎn)。對于此隔離變壓器,可通過在一定程度上增大AC頻率,從而使得其體積與損耗得到適當(dāng)?shù)膬?yōu)化,用以達(dá)到整個(gè)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對高電壓、大功率、高效率的要求,并減少了設(shè)計(jì)成本,對解決高壓直流電網(wǎng)中存在的諸多問題有著重要意義。本文首先對傳統(tǒng)MMC系統(tǒng)及SM基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,在HBSM基礎(chǔ)上對MMC-IDC提出一種具有直流故障穿越能力的SM拓?fù)?通過MMC的基礎(chǔ)理論分析了MMC-IDC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作機(jī)理及常用的調(diào)制方式、控制策略。隨后設(shè)計(jì)了MMC-IDC控制系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)平臺,并對相關(guān)控制裝置硬件結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行詳細(xì)解說,最后進(jìn)行了SM控制裝置模擬實(shí)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：高壓直流輸電 模塊化多電平換流器 MMC-IDC 故障穿越
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM721.1;TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-24
• 1.1 課題研究的背景與意義12-15
• 1.2 MMC簡述15-18
• 1.3 大功率DC-DC拓?fù)浞桨?/span>18-21
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容21-24
• 2 模塊化多電平變化器的研究24-32
• 2.1 MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)24
• 2.2 HBSM型MMC子模塊運(yùn)行機(jī)制24-26
• 2.3 MMC工作原理分析26-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 3 MMC隔離型DC-DC變換器的研究32-40
• 3.1 MMC-IDC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)32-34
• 3.2 MMC-IDC子模塊拓?fù)?/span>34-36
• 3.3 MMC-IDC工作原理分析36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 4 MMC-IDC控制策略的研究40-50
• 4.1 MMC-IDC調(diào)制方式40-44
• 4.1.1 階梯波調(diào)制41-42
• 4.1.2 空間矢量PWM調(diào)制42
• 4.1.3 載波PWM調(diào)制42-44
• 4.2 MMC-IDC的控制策略44-48
• 4.2.1 裝置級控制45-46
• 4.2.2 系統(tǒng)級控制46-48
• 4.3 本章小結(jié)48-50
• 5 MMC-IDC實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)50-68
• 5.1 MMC-IDC實(shí)驗(yàn)平臺的總體構(gòu)架50-51
• 5.2 子模塊控制器設(shè)計(jì)51-58
• 5.2.1 電源模塊51-53
• 5.2.2 電容電壓采集模塊53-55
• 5.2.3 IGBT驅(qū)動模塊55-56
• 5.2.4 FPGA控制模塊56-58
• 5.3 主控制器設(shè)計(jì)58-62
• 5.3.1 CPU模塊58-59
• 5.3.2 電源板設(shè)計(jì)59-61
• 5.3.3 光纖通信板61-62
• 5.4 數(shù)據(jù)采集模塊62-64
• 5.5 實(shí)驗(yàn)與分析64-66
• 5.6 本章小結(jié)66-68
• 6 總結(jié)與展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-76
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果76

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊曉峰;鄭瓊林;薛堯;林智欽;陳博偉;;模塊化多電平換流器的拓?fù)浜凸I(yè)應(yīng)用綜述[J];電網(wǎng)技術(shù);2016年01期

2 李笑倩;劉文華;宋強(qiáng);饒宏;朱U，

本文編號：536941