本文關(guān)鍵詞：模塊化多電平變流器控制系統(tǒng)的研制

  更多相關(guān)文章： 模塊化多電平變換器 控制系統(tǒng) 均壓控制 交流預(yù)充電

【摘要】：隨著基于電壓源型變換器的高壓直流輸電的興起,模塊化多電平變換器(Modular Multilevel Converter, MMC)以其高度模塊化、低輸出畸變率、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來(lái),關(guān)于MMC的研究仍側(cè)重于建模、子模塊電容電壓平衡、內(nèi)部環(huán)流抑制等控制層面,但是與MMC控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)及其具體工程實(shí)現(xiàn)有關(guān)的研究并不多,故本文以此作為重點(diǎn)展開研究。主要內(nèi)容包括：(1)以MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理、調(diào)制策略等理論為基礎(chǔ),建立單相數(shù)學(xué)模型,明確了控制系統(tǒng)的功能需求,利用MATLAB/Simulink仿真軟件對(duì)基本的控制策略,如電容均壓控制、環(huán)流抑制以及交流預(yù)充電控制進(jìn)行了仿真分析,選擇了適用于硬件控制系統(tǒng)的控制策略。(2)根據(jù)MMC控制系統(tǒng)的功能需求,對(duì)已有的MMC控制系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了分析。針對(duì)兩級(jí)控制系統(tǒng)架構(gòu)需要光纖數(shù)量較多、主控制器運(yùn)算負(fù)擔(dān)重的問題,以及三級(jí)控制系統(tǒng)架構(gòu)子模塊之間需要時(shí)鐘同步的問題,提出了一種新的三級(jí)控制系統(tǒng)架構(gòu)。基于提出的三級(jí)控制系統(tǒng)架構(gòu),對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行了劃分,并選擇合適的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。(3)在確定硬件架構(gòu)的基礎(chǔ)上,對(duì)各個(gè)控制器的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析,規(guī)定了各個(gè)控制器之間的通信協(xié)議和信息交互內(nèi)容。研究了主控制器DSP和輔助控制器FPGA主要功能實(shí)現(xiàn)的方法,并對(duì)關(guān)鍵的功能模塊進(jìn)行了軟件功能仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。(4)在上述工作的基礎(chǔ)上,參與設(shè)計(jì)并搭建了一臺(tái)三相5電平MMC樣機(jī),利用平臺(tái)對(duì)基本的控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證,給出了各種工況下的波形,驗(yàn)證了控制系統(tǒng)架構(gòu)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：模塊化多電平變換器 控制系統(tǒng) 均壓控制 交流預(yù)充電
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 MMC研究背景11
• 1.2 MMC工作原理11-14
• 1.3 研究現(xiàn)狀與工程應(yīng)用14-18
• 1.3.1 調(diào)制策略14-15
• 1.3.2 電容均壓和環(huán)流策略抑制15
• 1.3.3 預(yù)充電技術(shù)15-16
• 1.3.4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)16-17
• 1.3.5 工程應(yīng)用17-18
• 1.4 本文主要工作18-19
• 2 MMC的數(shù)學(xué)模型及控制策略研究19-35
• 2.1 MMC的數(shù)學(xué)模型19-23
• 2.2 MMC調(diào)制策略23-25
• 2.3 MMC控制策略的研究25-33
• 2.3.1 子模塊電容均壓控制策略25-28
• 2.3.2 橋臂環(huán)流抑制策略28-30
• 2.3.3 預(yù)充電控制策略30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 3 MMC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)35-47
• 3.1 MMC控制系統(tǒng)需求35-36
• 3.2 MMC控制系統(tǒng)架構(gòu)36-38
• 3.3 控制器選型38-39
• 3.4 功能模塊劃分39-43
• 3.5 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)43-45
• 3.6 本章小結(jié)45-47
• 4 MMC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)47-57
• 4.1 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)47-48
• 4.2 軟件功能劃分48-50
• 4.3 DSP程序設(shè)計(jì)50-52
• 4.4 FPGA軟件設(shè)計(jì)52-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 5 樣機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)57-67
• 5.1 MMC樣機(jī)57-58
• 5.2 基本控制策略驗(yàn)證58-60
• 5.2.1 載波移相調(diào)制策略驗(yàn)證58-59
• 5.2.2 電容均壓策略驗(yàn)證59
• 5.2.3 環(huán)流抑制策略驗(yàn)證59-60
• 5.2.4 MMC預(yù)充電控制策略60
• 5.3 實(shí)驗(yàn)60-65
• 5.3.1 穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)61
• 5.3.2 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)61-65
• 5.4 本章小結(jié)65-67
• 6 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 全文總結(jié)67
• 6.2 研究工作展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 附錄 A73-75
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果75-79
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集79

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3 苑曉W，

本文編號(hào)：656605