【摘要】：隨著電力電子技術的飛速發(fā)展,模塊組合多電平變換器(MMC)以其獨特的結構優(yōu)勢,克服了傳統(tǒng)多電平變換器的不足,正成為未來高壓大功率電力變換領域的研究熱點之一。本文對MMC的工作原理、傳統(tǒng)懸浮電容電壓的均壓控制方式以及其優(yōu)化等關鍵問題進行了深入的研究。 本文首先分析了MMC的拓撲結構和工作原理,建立了MMC的數(shù)學模型,并研究了載波移相技術和最近電平逼近技術在MMC中的實現(xiàn)方法。MMC采用功率模塊級聯(lián)的結構,正常運行時能量分布在各功率模塊的懸浮電容中。懸浮電容電壓的均衡控制問題是MMC研究的重點以及難點,本文針對造成MMC懸浮電容電壓不平衡和脈動現(xiàn)象的原因進行了深入的理論分析,并建立了功率模塊的等效損耗模型。本文研究了目前懸浮電容電壓均衡控制方式：外部平衡控制電路法以及自身的平衡控制算法的基本原理和實現(xiàn)方法。提出兩種改進拓撲結構,混合型模塊化多電平轉換器(HMMC)以及引入中間環(huán)節(jié)的新型拓撲結構,通過結構改進實現(xiàn)均壓。研究了閉環(huán)控制發(fā)以及開環(huán)控制法,包括PI調節(jié)法、間接反饋法、電容電壓排序法以及NLC控制法,進行理論分析和數(shù)學推導,總結其優(yōu)缺點以及適用范圍。在傳統(tǒng)均壓策略的基礎上,本文重點研究了其優(yōu)化與改進,提出基于NLC調制技術的優(yōu)化均壓策略以及基于CPS-SPWM調制技術的PI調節(jié)法的優(yōu)化策略,重點考慮環(huán)流的影響,加入環(huán)流抑制環(huán)節(jié)。 在理論分析和軟件仿真基礎上,通過一臺五電平單相半橋MMC實驗樣機進行了實驗驗證。通過實驗進一步驗證了本文提出的優(yōu)化的控制策略可行性以及有效性。研究結果表明優(yōu)化后的控制策略可用于MMC運行過程中懸浮電容電壓的均衡控制,并且均衡效果較好。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM46

【引證文獻】

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3 盧英豪;基于多電平技術的有源電力濾波器（APF）研究[D];中原工學院;2017年

4 劉天武;三代核電主泵變頻器設計及實現(xiàn)[D];中國科學院大學(中國科學院工程管理與信息技術學院);2017年

5 宋莎莎;基于MMC結構的三相—單相變換器及其控制研究[D];西南交通大學;2016年

6 馬偉天;中點鉗位型H橋級聯(lián)單相整流器SVPWM調制算法研究[D];西南交通大學;2016年

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本文編號：2519611