【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,模塊組合多電平變換器(MMC)以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì),克服了傳統(tǒng)多電平變換器的不足,正成為未來(lái)高壓大功率電力變換領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文對(duì)MMC的工作原理、傳統(tǒng)懸浮電容電壓的均壓控制方式以及其優(yōu)化等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。 本文首先分析了MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理,建立了MMC的數(shù)學(xué)模型,并研究了載波移相技術(shù)和最近電平逼近技術(shù)在MMC中的實(shí)現(xiàn)方法。MMC采用功率模塊級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu),正常運(yùn)行時(shí)能量分布在各功率模塊的懸浮電容中。懸浮電容電壓的均衡控制問(wèn)題是MMC研究的重點(diǎn)以及難點(diǎn),本文針對(duì)造成MMC懸浮電容電壓不平衡和脈動(dòng)現(xiàn)象的原因進(jìn)行了深入的理論分析,并建立了功率模塊的等效損耗模型。本文研究了目前懸浮電容電壓均衡控制方式：外部平衡控制電路法以及自身的平衡控制算法的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。提出兩種改進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),混合型模塊化多電平轉(zhuǎn)換器(HMMC)以及引入中間環(huán)節(jié)的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)均壓。研究了閉環(huán)控制發(fā)以及開(kāi)環(huán)控制法,包括PI調(diào)節(jié)法、間接反饋法、電容電壓排序法以及NLC控制法,進(jìn)行理論分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo),總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)以及適用范圍。在傳統(tǒng)均壓策略的基礎(chǔ)上,本文重點(diǎn)研究了其優(yōu)化與改進(jìn),提出基于NLC調(diào)制技術(shù)的優(yōu)化均壓策略以及基于CPS-SPWM調(diào)制技術(shù)的PI調(diào)節(jié)法的優(yōu)化策略,重點(diǎn)考慮環(huán)流的影響,加入環(huán)流抑制環(huán)節(jié)。 在理論分析和軟件仿真基礎(chǔ)上,通過(guò)一臺(tái)五電平單相半橋MMC實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了本文提出的優(yōu)化的控制策略可行性以及有效性。研究結(jié)果表明優(yōu)化后的控制策略可用于MMC運(yùn)行過(guò)程中懸浮電容電壓的均衡控制,并且均衡效果較好。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM46

【引證文獻(xiàn)】

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2 金成;基于模塊化多電平的儲(chǔ)能裝置控制策略研究[D];東南大學(xué);2018年

3 盧英豪;基于多電平技術(shù)的有源電力濾波器（APF）研究[D];中原工學(xué)院;2017年

4 劉天武;三代核電主泵變頻器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程管理與信息技術(shù)學(xué)院);2017年

5 宋莎莎;基于MMC結(jié)構(gòu)的三相—單相變換器及其控制研究[D];西南交通大學(xué);2016年

6 馬偉天;中點(diǎn)鉗位型H橋級(jí)聯(lián)單相整流器SVPWM調(diào)制算法研究[D];西南交通大學(xué);2016年

7 彭莎;基于模塊化多電平結(jié)構(gòu)高壓變頻器控制系統(tǒng)研究[D];湖南大學(xué);2015年

8 周棋;基于模塊化多電平變換器結(jié)構(gòu)的APF系統(tǒng)及控制研究[D];西南交通大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：2519611