【摘要】：輔助電源逆變器是動車組等車輛的重要組成部分,為了實現(xiàn)大功率、高可靠性、易擴展的冗余列車輔助電源供電系統(tǒng),目前先進動車組輔助電源逆變器多采用無互聯(lián)線并聯(lián)技術(shù)。虛擬同步發(fā)電機(Virtual Synchronous Generator,VSG)技術(shù)源于微電網(wǎng)控制,其主要思想是將同步發(fā)電機運行特性引入到逆變器控制中,使得逆變器不僅具有穩(wěn)態(tài)的功率下垂特性,無聯(lián)絡(luò)信號線,且模擬了同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子慣性,可動態(tài)彌補功率差額,減少頻率波動程度。因此,本文將VSG技術(shù)應(yīng)用于輔助電源逆變器控制。同時,T型三電平逆變器因其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高,滿足輔助電源逆變器對高壓大容量變換器的迫切需求,故本文以列車輔助電源供電系統(tǒng)為背景主要對基于VSG的T型三電平逆變器并聯(lián)控制進行了研究。本文首先以單臺T型三電平逆變器獨立運行為研究對象,設(shè)計了基于VSG的單臺系統(tǒng)控制策略,包含VSG功率外環(huán)、電壓電流內(nèi)環(huán)以及T型三電平中點電位平衡控制,進一步分析了核心參數(shù)轉(zhuǎn)動慣量和阻尼系數(shù)對系統(tǒng)輸出頻率響應(yīng)的影響;其次,以基于VSG的T型三電平逆變器并聯(lián)運行為研究對象,建立VSG并聯(lián)系統(tǒng)特征方程,根據(jù)特征根分析了核心參數(shù)對并聯(lián)系統(tǒng)輸出有功響應(yīng)的影響,并限定了核心參數(shù)的取值范圍;然后,針對VSG并聯(lián)系統(tǒng)中核心參數(shù)為固定值時無法兼顧有功和頻率的動態(tài)調(diào)節(jié)性能這一問題,提出了一種核心參數(shù)自調(diào)節(jié)優(yōu)化控制策略;最后給出了含并聯(lián)預(yù)同步控制的VSG并聯(lián)系統(tǒng)綜合控制方案。為了驗證本文所設(shè)計控制策略的有效性,使用PSIM仿真軟件建立了兩臺T型三電平逆變器并聯(lián)仿真模型,并搭建了以STM32F407ZG為主控芯片的兩臺T型三電平逆變器并聯(lián)實驗平臺,實現(xiàn)了在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的同時,既可抑制VSG并入交流母線過程中的有功振蕩,亦可提高頻率的支撐能力,減小阻尼系數(shù)對有功-頻率下垂特性的影響,保證并聯(lián)穩(wěn)定后,兩臺逆變器功率均分。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM464

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