本文關(guān)鍵詞：模塊化多電平變換器的綜合控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 模塊化多電平變換器(MMC) 共模、差模模型 平衡控制 直接電流控制 環(huán)流抑制 移相載波調(diào)制

【摘要】：隨著電力電子技術(shù)在高壓直流輸電(HVDC)、風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電等新能源領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,模塊化多電平變換器由于其不需箝位器件,易于模塊化和背靠背四象限運(yùn)行的特性,越來越成為國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和高校的研究重點(diǎn)。現(xiàn)階段關(guān)于模塊化多電平變換器的研究重點(diǎn)主要集中在:數(shù)學(xué)模型及其控制策略、保護(hù)設(shè)計(jì)與預(yù)充電策略、調(diào)制策略以及環(huán)流抑制等領(lǐng)域。本文首先分析了傳統(tǒng)多電平變換器以及模塊化多電平變換器的研究現(xiàn)狀。對模塊化多電平變換器的系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,在對模塊化多電平變換器建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,闡明了對系統(tǒng)建立共模模型和差模模型的思路。針對模塊化多電平變換器應(yīng)用于逆變側(cè)時(shí)系統(tǒng)環(huán)流和輸出電流控制以及功率子模塊電容電壓平衡控制提出了綜合控制策略,并給出了實(shí)現(xiàn)電流跟蹤給定控制在并網(wǎng)時(shí)所需要的鎖相環(huán)控制原理。其次在Matlab/Simulink環(huán)境下對所提出的控制方案進(jìn)行了仿真,并深入研究了其系統(tǒng)電流控制性能以及功率子模塊電容電壓平衡控制性能。最后設(shè)計(jì)并搭建了一臺單相4模塊的模塊化多電平變換器實(shí)驗(yàn)樣機(jī),其中,主控制器以DSP和CPLD為核心,功率子模塊電壓采樣以及數(shù)據(jù)傳輸采用PIC芯片實(shí)現(xiàn)。利用樣機(jī)對所提出的控制方法完成了部分控制實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了其控制正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：模塊化多電平變換器(MMC) 共模、差模模型 平衡控制 直接電流控制 環(huán)流抑制 移相載波調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 背景及意義10-11
• 1.2 傳統(tǒng)多電平變換器11-15
• 1.2.1 二極管箝位型多電平變換器11-12
• 1.2.2 飛跨電容型多電平變換器12-13
• 1.2.3 H橋級聯(lián)型多電平變換器13-15
• 1.3 模塊化多電平變換器15-18
• 1.4 本課題研究意義及研究內(nèi)容18-20
• 1.4.1 本課題研究意義18-19
• 1.4.2 本文主要內(nèi)容19-20
• 第2章 MMC共模/差模模型建立與分析20-31
• 2.1 MMC數(shù)學(xué)模型分析20-22
• 2.2 MMC環(huán)流模型22-23
• 2.3 MMC共模/差模模型建模分析23-26
• 2.4 共模/差模模型前饋控制26-27
• 2.5 鎖相環(huán)(PLL)原理27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 第3章 正交電流控制的電容電壓平衡策略31-42
• 3.1 功率子模塊電容電壓不平衡機(jī)理31-32
• 3.2 正交電流控制能量交換的平衡控制策略32-39
• 3.2.1 相單元平均值控制33-35
• 3.2.2 橋臂內(nèi)平衡控制35-36
• 3.2.3 橋臂間平衡控制36-39
• 3.3 總體控制策略39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 MMC仿真研究42-60
• 4.1 MMC系統(tǒng)調(diào)制方式42-43
• 4.2 單相MMC系統(tǒng)仿真43-54
• 4.3 三相MMC系統(tǒng)仿真54-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)60-77
• 5.1 中央處理單元硬件設(shè)計(jì)61-65
• 5.2 功率子模塊硬件設(shè)計(jì)65-70
• 5.2.1 功率電路65
• 5.2.2 驅(qū)動電路65-66
• 5.2.3 電壓采樣控制電路66-67
• 5.2.4 子模塊輔助電源67-69
• 5.2.5 硬件系統(tǒng)框圖69-70
• 5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)70-73
• 5.3.1 DSP軟件設(shè)計(jì)70-71
• 5.3.2 CPLD軟件設(shè)計(jì)71-72
• 5.3.3 PIC軟件設(shè)計(jì)72-73
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果73-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 第6章 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 工作總結(jié)77-78
• 6.2 未來工作展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文83

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：753031