本文關鍵詞：基于MMC的同相補償裝置主電路拓撲及其控制策略研究

  更多相關文章： 單三相組合式同相供電系統(tǒng) 模塊化多電平變流器 改進型載波移相 最優(yōu)補償 建模與仿真

【摘要】：既有牽引供電系統(tǒng)存在負序、無功和諧波等電能質(zhì)量問題以及過電分相問題,同相供電技術的提出從根本上解決了這上述問題。目前單三相組合式同相供電系統(tǒng)的提出可以在滿足電能質(zhì)量國標限值的前提下,有效降低同相補償裝置容量,具有良好的應用前景。通過將MMC技術應用于單三相組合式同相供電系統(tǒng)中,充分發(fā)揮該技術在高壓大容量變流器中的綜合優(yōu)勢,從同相補償裝置主電路拓撲和控制策略入手,研究基于MMC的單三相組合式同相供電系統(tǒng)設計方案。本文主要完成了以下幾個方面的工作：1.建立了單三相組合式同相供電系統(tǒng)數(shù)學模型,研究了以負序為主的電能質(zhì)量綜合補償原理和電流檢測算法。以電能質(zhì)量國標限值為約束,給出了單三相組合式同相供電系統(tǒng)最優(yōu)補償策略,搭建了仿真模型并驗證了其正確性。2.構建了基于MMC的單三相組合式同相供電系統(tǒng),給出了其等效模型和參數(shù)設計方法。對比了不同拓撲結構在直流側電壓大小、橋臂功率分布、控制策略等方面的差異,確定了基于四橋臂MMC結構的同相補償裝置主電路拓撲。3.研究了適用于MMC的調(diào)制策略和子模塊均壓控制方案,采用了一種改進型載波移相調(diào)制策略。將電能質(zhì)量最優(yōu)補償算法與改進型載波移相的調(diào)制策略相結合,建立了上層變流器補償電流計算和下層變流器控制輸出的分層控制模型。既實現(xiàn)了對電能質(zhì)量的補償,又滿足了橋臂電壓平衡要求。4.基于MATLAB/Simulink仿真平臺,模擬牽引負荷各種工況,包括牽引和再生工況等,仿真驗證了基于MMC的單三相組合式同相供電系統(tǒng)所采用拓撲結構和控制策略的正確性,為工程設計與應用提供了重要的依據(jù)。
【關鍵詞】：單三相組合式同相供電系統(tǒng) 模塊化多電平變流器 改進型載波移相 最優(yōu)補償 建模與仿真
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM922.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 單三相組合式同相供電系統(tǒng)18-40
• 2.1 單三相組合式同相供電系統(tǒng)結構及補償原理18-22
• 2.1.1 單三相組合式同相供電系統(tǒng)結構18-19
• 2.1.2 單三相組合式同相供電系統(tǒng)補償原理19-22
• 2.2 單三相組合式同相供電系統(tǒng)檢測算法22-27
• 2.2.1 需要鎖相環(huán)信號的檢測算法22-23
• 2.2.2 無鎖相環(huán)的檢測算法23-27
• 2.3 單三相同相供電系統(tǒng)電流控制算法27-32
• 2.3.1 間接電流控制27-28
• 2.3.2 直接電流控制28-32
• 2.4 單三相同相供電系統(tǒng)最優(yōu)補償算法32-35
• 2.5 單三相組合式同相供電最優(yōu)補償策略仿真35-38
• 2.6 單三相組合式同相供電最優(yōu)補償方式下的變流器容量38-39
• 2.7 本章小結39-40
• 第3章 基于MMC的同相補償裝置主電路研究40-53
• 3.1 單相MMC工作原理分析40-45
• 3.1.1 單相MMC等效模型分析40-44
• 3.1.2 單相MMC環(huán)流分析44-45
• 3.2 主電路參數(shù)選取45-49
• 3.2.1 子模塊懸浮電容參數(shù)的選取45-47
• 3.2.2 橋臂電感參數(shù)的選取47-49
• 3.3 基于MMC的同相補償裝置拓撲結構研究49-52
• 3.3.1 兩橋臂拓撲結構49-50
• 3.3.2 三橋臂拓撲結構50-51
• 3.3.3 四橋臂拓撲結構51-52
• 3.3.4 拓撲結構比選52
• 3.4 本章小結52-53
• 第4章 基于MMC的同相補償裝置控制策略研究53-64
• 4.1 MMC的調(diào)制策略53-57
• 4.1.1 階梯波調(diào)制方式53-55
• 4.1.2 脈寬調(diào)制(PWM)方式55-57
• 4.2 子模塊電容電壓控制方案57-60
• 4.2.1 子模塊電容預充電57-58
• 4.2.2 子模塊電容電壓均壓控制方案58-60
• 4.3 改進型載波移相調(diào)制策略60-62
• 4.4 基于四橋臂MMC的同相補償裝置控制策略62-63
• 4.5 本章小結63-64
• 第5章 MATLAB/simulink仿真驗證64-74
• 5.1 基于四橋臂MMC的同相補償裝置參數(shù)設計64-65
• 5.1.1 公共母線電壓及子模塊電壓設計64
• 5.1.2 系統(tǒng)主電路參數(shù)設計64-65
• 5.2 牽引工況下的交直型機車模擬實驗65-69
• 5.3 牽引工況下的交直交型機車模擬實驗69-72
• 5.4 再生制動模擬實驗72-73
• 5.5 本章小結73-74
• 結論與展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-81
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果81

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本文編號：523534