本文關鍵詞：三電平NPC整流器低開關頻率技術研究

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【摘要】：綠色、節(jié)能、環(huán)保已成為當今時代的主題,中壓大功率多電平整流器因其具有輸出電流正弦、諧波含量低、能量可雙向流動等優(yōu)點而得到廣泛應用。中壓大功率系統(tǒng)中,器件的開關損耗不可忽視,因此需降低開關器件的開關頻率以達到節(jié)能的目的,但隨之會導致控制系統(tǒng)的性能下降。本文以二極管箝位型三電平整流器為研究對象,根據(jù)開關頻率降低對控制系統(tǒng)的影響對其進行數(shù)學建模及新型電流調節(jié)器的設計和研究。對三電平整流器的數(shù)學模型進行研究,基于開關函數(shù)推導出三相靜止坐標系a-b-c及兩相旋轉坐標系d-q下的常規(guī)數(shù)學模型,并利用復矢量分析法建立了低開關頻率下的復矢量數(shù)學模型。傳統(tǒng)PI及帶前饋解耦的PI電流調節(jié)器解耦性不能滿足開關頻率降低時的要求,為實現(xiàn)解耦要求設計了復矢量電流調節(jié)器;基于現(xiàn)代控制理論及仿真對PI電流調節(jié)器與復矢量電流調節(jié)器的性能進行比較,證明了復矢量調節(jié)器在低開關頻率下具有較好的解耦性、動穩(wěn)態(tài)性、魯棒性,然后對復矢量電流調節(jié)器在低開關頻率下的控制性能進行了實驗驗證。為提高低開關頻率下電流的動態(tài)性能,研究了一種模型預測控制(model predictive control,MPC)方法,將電流控制、中點電位控制及開關頻率控制作為目標函數(shù),利用滾動優(yōu)化方式實現(xiàn)三電平整流器控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制;為減少循環(huán)滾動的次數(shù),簡化控制算法,利用參考矢量分解方法將三電平降階為兩電平。同時,為降低網(wǎng)側電流的低次諧波以達到并網(wǎng)國家標準,采用MPC與滑動傅里葉(sliding discrete fourier transform,s DFT)相結合的控制方式,利用s DFT將提取的基波及各次諧波量與其他控制目標結合作為目標函數(shù),再通過滾動優(yōu)化后得到滿足要求的控制性能,最終通過仿真及實驗驗證了控制方法的有效性。針對非理想電網(wǎng)情況,建立了電網(wǎng)不平衡下的三電平整流器數(shù)學模型,介紹了三種正、負序分離方法,研究了一種基于模型預測控制的電網(wǎng)不平衡控制方法,以網(wǎng)側電流對稱、中點電位平衡及開關頻率降低為控制目標,經(jīng)滾動優(yōu)化實現(xiàn)非理想電網(wǎng)情況下的三電平整流器控制,通過仿真驗證了該方法的有效性和可行性。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM461

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 郭旭剛;高增偉;尹靖元;金新民;馬添翼;;不平衡電網(wǎng)電壓下的PWM整流器功率預測[J];電網(wǎng)技術;2013年08期

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3 王鹿軍;王仕韜;周峰武;呂征宇;;中點鉗位型三電平并網(wǎng)逆變器有限集最優(yōu)預測控制[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年21期

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本文編號：1205526