本文關(guān)鍵詞：三相變流器并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流抑制研究

  更多相關(guān)文章： 并聯(lián)變流器系統(tǒng) 電力電子標準模塊 環(huán)流 PWM波重構(gòu) 模型預(yù)測控制

【摘要】：由于三相電壓源PWM變流器具有電能雙向交互、功率因數(shù)可控、網(wǎng)側(cè)電流正弦化、諧波含量低、能夠真正達到能量的“綠色變化”等功能,使三相電壓源PWM變流器成為電能變換中的重要設(shè)備。通過電力電子標準模塊(PEBB)構(gòu)建的變流裝置具有可重構(gòu)、高可靠性、成本低等優(yōu)點,同時分散的PEBB可以實現(xiàn)電能變換裝置的分布式控制和分層控制,對于電能變換裝置模塊化并聯(lián)技術(shù)的研究顯得十分有意義。本文的研究對象是共交直流母線的三相電壓源PWM變流器并聯(lián)系統(tǒng)。首先,本文在d-q旋轉(zhuǎn)坐標系下,建立了并聯(lián)三相電壓源變流器的數(shù)學模型,并通過分析SVPWM調(diào)制算法得到了并聯(lián)變流器運行的并聯(lián)等效電路模型,從而得出在保證并聯(lián)模塊驅(qū)動信號一致性的基礎(chǔ)上增加零序電壓補償校正環(huán)節(jié)來抑制兩并聯(lián)變流器模塊間的環(huán)流。為此,提出了基于PWM波重構(gòu)的主從分布式控制方案。其次,開展了基于PWM波重構(gòu)的主從分布式控制方案的研究,將傳統(tǒng)的雙閉環(huán)PI控制算法應(yīng)用于PWM波重構(gòu)的主從分布式控制方案中,并對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了研究。為了保證并聯(lián)模塊驅(qū)動信號的一致性,研究了主從控制中的并聯(lián)模塊間串行光纖通信技術(shù)�？紤]到電力電子集成模塊間通信的數(shù)據(jù)內(nèi)容及同步要求,利用HDLC通信協(xié)議實現(xiàn)了高速光纖星型拓撲方案。同時為了提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)、減少負載擾動,引入了負載電流前饋控制策略,設(shè)計了二階龍伯格狀態(tài)觀測器,對負載電流進行估計。然后,針對PWM波重構(gòu)的主從分布式控制方案中主從控制器間通信延時使得傳統(tǒng)雙閉環(huán)PI控制算法動態(tài)性能下降,研究了模型預(yù)測控制(MPC)在PWM波重構(gòu)的主從分布式控制方案中的應(yīng)用。利用MPC的預(yù)測性和動態(tài)優(yōu)化,在保證抑制環(huán)流的基礎(chǔ)上改善了系統(tǒng)動態(tài)性能和電流諧波含量。通過分析MPC算法原理,建立適合于MPC算法的變流器數(shù)學模型,并將MPC算法的求解問題轉(zhuǎn)化為二次規(guī)劃問題。通過將二次規(guī)劃的最優(yōu)算法引入到MPC算法的尋優(yōu)過程中,得出最優(yōu)的控制量,并作為SVPWM調(diào)制算法的給定參數(shù)。最后搭建了兩個變流器集成模塊的并聯(lián)仿真及實驗平臺,采用DSP和FPGA的雙處理器,實現(xiàn)控制算法和串行光纖通信等功能,完成了變流器并聯(lián)系統(tǒng)的實驗,驗證了所提控制方案和控制策略的有效性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：并聯(lián)變流器系統(tǒng) 電力電子標準模塊 環(huán)流 PWM波重構(gòu) 模型預(yù)測控制
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 并聯(lián)變流器拓撲及原理9-10
• 1.3 并聯(lián)變流器控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀10-15
• 1.4 本文的研究內(nèi)容15-16
• 第2章 共交直流母線的三相變流器并聯(lián)運行16-24
• 2.1 三相變流器數(shù)學模型及其控制16-19
• 2.2 三相變流器SVPWM調(diào)制算法19-21
• 2.3 并聯(lián)變流器環(huán)流分析21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 基于脈寬調(diào)制波重構(gòu)的變流器并聯(lián)控制方案24-42
• 3.1 變流器并聯(lián)控制策略24-30
• 3.1.1 變流器并聯(lián)運行的控制方式24-26
• 3.1.2 龍伯格負載電流觀測器26-28
• 3.1.3 并聯(lián)環(huán)流抑制策略28-30
• 3.2 主從分布式控制的光纖同步通信30-34
• 3.2.1 光纖同步通信方案30-31
• 3.2.2 主從分布式控制系統(tǒng)的通信協(xié)議31-33
• 3.2.3 主從分布式控制通信延時分析33-34
• 3.3 主從分布式控制的系統(tǒng)穩(wěn)定性分析34-37
• 3.3.1 三相變流器數(shù)學模型基本控制器設(shè)計34-36
• 3.3.2 并聯(lián)三相變流器通信延時的穩(wěn)定性分析36-37
• 3.4 基于MATLAB的變流器并聯(lián)仿真37-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 基于模型預(yù)測控制的變流器并聯(lián)控制42-56
• 4.1 模型預(yù)測控制原理42-44
• 4.2 基于模型預(yù)測控制的變換器44-48
• 4.2.1 模型預(yù)測控制的三相變流器數(shù)學模型44-46
• 4.2.2 三相變流器模型預(yù)測控制策略46-48
• 4.3 基于數(shù)值優(yōu)化算法的模型預(yù)測控制尋優(yōu)48-51
• 4.3.1 拉格朗日法來求解二次規(guī)劃49-50
• 4.3.2 基于拉格朗日法的模型預(yù)測控制算法尋優(yōu)50-51
• 4.4 變流器并聯(lián)系統(tǒng)的模型預(yù)測控制及仿真51-55
• 4.4.1 變流器并聯(lián)系統(tǒng)的模型預(yù)測控制51-52
• 4.4.2 變流器并聯(lián)系統(tǒng)的模型預(yù)測控制仿真52-55
• 4.5 小結(jié)55-56
• 第5章 實驗平臺的設(shè)計56-74
• 5.1 并聯(lián)系統(tǒng)主電路設(shè)計56-58
• 5.1.1 交流側(cè)電感的設(shè)計56-57
• 5.1.2 直流側(cè)電容的設(shè)計57-58
• 5.2 并聯(lián)控制系統(tǒng)控制電路設(shè)計58-65
• 5.2.1 并聯(lián)控制系統(tǒng)控制核心設(shè)計59-62
• 5.2.2 并聯(lián)控制系統(tǒng)ADC采樣調(diào)理電路62-63
• 5.2.3 并聯(lián)控制系統(tǒng)保護電路63-64
• 5.2.4 并聯(lián)控制系統(tǒng)通信電路64-65
• 5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計65-70
• 5.3.1 DSP程序設(shè)計65-66
• 5.3.2 FPGA程序設(shè)計66-70
• 5.4 實驗平臺搭建及實驗結(jié)果分析70-72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 第6章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 全文總結(jié)74
• 6.2 展望74-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-81
• 個人簡歷、攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及研究成果81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉迎澍;馬川;;基于交直流混合微網(wǎng)構(gòu)架的電能路由器[J];現(xiàn)代電力;2015年01期

2 韓金剛;馬治遠;趙銘;湯天浩;;模型預(yù)測控制三相逆變器的研究[J];電工電能新技術(shù);2014年07期

3 李依t，

本文編號：702537