近年來,模塊化多電平變流器（Modular multilevel converter,MMC）因其可拓展性強、諧波特性好、故障穿越能力強等優(yōu)點,在高壓直流輸電、大功率電機拖動、電能質(zhì)量治理等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。本文以有源前端MMC為研究對象,以有限控制集模型預測控制為突破工具,綜合瞬時功率補償策略,研究了平衡和不平衡工況下MMC的高性能控制問題。論文的主要工作如下:第一,針對模型預測控制存在的在線計算量大、權(quán)重因子選擇困難的問題,提出了一種多階段快速模型預測直接功率控制策略。獨立設(shè)計MMC各控制目標的評價函數(shù)以取消控制過程中的權(quán)重因子,將輸出電平限制到鄰近值,縮小有限控制集,從而能夠減少算法的計算時間。仿真分析表明所提策略能夠以較低的計算負擔取得和傳統(tǒng)模型預測控制方法相近的性能,且避免了權(quán)重因子的選擇。第二,針對模型預測控制中過高的開關(guān)頻率增加變流器功率器件損耗,降低其效率的問題,提出一種基于級聯(lián)結(jié)構(gòu)的低開關(guān)頻率運行策略,將子模塊電容電壓平衡環(huán)節(jié)分為均壓和限制開關(guān)頻率兩個部分,獨立設(shè)計評價函數(shù),兩個評價函數(shù)順序執(zhí)行,從而取消了單評價函數(shù)中的權(quán)重因子。仿真結(jié)果表明所提策略能夠有效地抑制MM... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２中點鉗位型三電平變流器拓撲結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ?ＮＰＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??

?大連海事大學專業(yè)學位碩士學位論文???戈２一匕３?叉―１３?ｓ‘：?一匕３???ｈ??――Ｃ??＋?＋?＋??中?＜?－Ｉ?寧ｒ．?—Ｉ?＝ｐ?（＇??ＪＬ?ｓ＾＼＾｝?＾〇＾ｔｊ?ｓ＾ｋｊ??＇ｓ＇－ｉ？ｊｌ？Ｊ３?ｓＭ〇ｊｌｉｊＵ??圖１．?３飛跨電容型三電平變流器拓撲結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ?ＦＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??２）飛跨電容型多電平變流器??飛跨電容型變流器是在中點鉗位型變流器上的進一步發(fā)展，該結(jié)構(gòu)采用懸浮電容來??取代鉗位二極管對主電路中的功率器件進行鉗位，因此在一定程度上簡化了變流器電氣??拓撲結(jié)構(gòu)ｎ５］，典型的飛跨電容型三電平變流器拓撲結(jié)構(gòu)如圖１．３所示。由于飛跨電容型??變流器對于同一輸出電平存在不同的冗余開關(guān)狀態(tài)，因此沒有電容中點電位不平衡的問??題。然而隨著輸出電平的增多，大量懸浮電容的引入導致系統(tǒng)封裝困難，不利于工業(yè)生??產(chǎn)，降低系統(tǒng)的功率密度和可靠性。另一方面，大量的電容需要預充電到額定值，電容??電壓的平衡問題導致飛跨電容型多電平變流器的控制較為復雜??ｓ．，一?６??Ｆ?ｐ－－＾?ＵＨ－Ｔ?Ｆ?＿?Ｕ，－Ｔ?＝??ｓ，，：〇ｊｉｓ３?ｓ１＾３?５，，〇ｊｋ３?５ｍ〇ｊｋ３?ｓ：〇ｊＩ＾３?５，４〇ｊｋ３??Ｖ．；－．?ｔ????Ｌ＼ｒ．?ｒ?１＿Ｊ?Ｕ?ｒ????Ｓ?心。Ｓ，，〇Ｊｔｊ?Ｓ?ｙ〇Ｊｋ３?５，６＜＞Ｊｔｊ??圖１．?４級聯(lián)Ｈ橋型五電平變流器拓撲結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｆｉｖｅ－ｌｅｖｅｌ?ＣＨＢ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??３）

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本文編號：3028016