本文關(guān)鍵詞：三電平NPC整流器低開關(guān)頻率技術(shù)研究

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【摘要】：綠色、節(jié)能、環(huán)保已成為當(dāng)今時(shí)代的主題,中壓大功率多電平整流器因其具有輸出電流正弦、諧波含量低、能量可雙向流動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。中壓大功率系統(tǒng)中,器件的開關(guān)損耗不可忽視,因此需降低開關(guān)器件的開關(guān)頻率以達(dá)到節(jié)能的目的,但隨之會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)的性能下降。本文以二極管箝位型三電平整流器為研究對(duì)象,根據(jù)開關(guān)頻率降低對(duì)控制系統(tǒng)的影響對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模及新型電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)和研究。對(duì)三電平整流器的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究,基于開關(guān)函數(shù)推導(dǎo)出三相靜止坐標(biāo)系a-b-c及兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q下的常規(guī)數(shù)學(xué)模型,并利用復(fù)矢量分析法建立了低開關(guān)頻率下的復(fù)矢量數(shù)學(xué)模型。傳統(tǒng)PI及帶前饋解耦的PI電流調(diào)節(jié)器解耦性不能滿足開關(guān)頻率降低時(shí)的要求,為實(shí)現(xiàn)解耦要求設(shè)計(jì)了復(fù)矢量電流調(diào)節(jié)器;基于現(xiàn)代控制理論及仿真對(duì)PI電流調(diào)節(jié)器與復(fù)矢量電流調(diào)節(jié)器的性能進(jìn)行比較,證明了復(fù)矢量調(diào)節(jié)器在低開關(guān)頻率下具有較好的解耦性、動(dòng)穩(wěn)態(tài)性、魯棒性,然后對(duì)復(fù)矢量電流調(diào)節(jié)器在低開關(guān)頻率下的控制性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。為提高低開關(guān)頻率下電流的動(dòng)態(tài)性能,研究了一種模型預(yù)測(cè)控制(model predictive control,MPC)方法,將電流控制、中點(diǎn)電位控制及開關(guān)頻率控制作為目標(biāo)函數(shù),利用滾動(dòng)優(yōu)化方式實(shí)現(xiàn)三電平整流器控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制;為減少循環(huán)滾動(dòng)的次數(shù),簡(jiǎn)化控制算法,利用參考矢量分解方法將三電平降階為兩電平。同時(shí),為降低網(wǎng)側(cè)電流的低次諧波以達(dá)到并網(wǎng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),采用MPC與滑動(dòng)傅里葉(sliding discrete fourier transform,s DFT)相結(jié)合的控制方式,利用s DFT將提取的基波及各次諧波量與其他控制目標(biāo)結(jié)合作為目標(biāo)函數(shù),再通過滾動(dòng)優(yōu)化后得到滿足要求的控制性能,最終通過仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制方法的有效性。針對(duì)非理想電網(wǎng)情況,建立了電網(wǎng)不平衡下的三電平整流器數(shù)學(xué)模型,介紹了三種正、負(fù)序分離方法,研究了一種基于模型預(yù)測(cè)控制的電網(wǎng)不平衡控制方法,以網(wǎng)側(cè)電流對(duì)稱、中點(diǎn)電位平衡及開關(guān)頻率降低為控制目標(biāo),經(jīng)滾動(dòng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)非理想電網(wǎng)情況下的三電平整流器控制,通過仿真驗(yàn)證了該方法的有效性和可行性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM461

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 郭旭剛;高增偉;尹靖元;金新民;馬添翼;;不平衡電網(wǎng)電壓下的PWM整流器功率預(yù)測(cè)[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年08期

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本文編號(hào)：1205526