本文關鍵詞：模塊化多電平變換器的電壓控制與環(huán)流抑制方案研究

  更多相關文章： 模塊化多電平變換器(MMC) 電壓控制 啟動控制 電壓平衡 環(huán)流抑制

【摘要】：隨著風能、太陽能等可再生能源發(fā)電技術的廣泛應用,對于高壓遠距離輸電提出了更高的要求。多電平拓撲結構由于其對于器件的應力要求低,輸出波形質量高等優(yōu)點,成為解決高電壓、大功率電能變換的有效手段。模塊化多電平變換器(Modular Multilevel Converter,MMC)由于其獨特的模塊化結構、良好的擴容特性、針對于電網的不平衡運行能力、故障保護能力等多方面的優(yōu)勢,其在眾多的多電平變換器拓撲中脫穎而出,在直流輸電領域得到了廣泛應用。此外,MMC近些年來在其它領域也逐漸得以應用,如電機驅動、靜止無功補償、電氣牽引、分布式發(fā)電等。本文首先介紹了MMC的國內外研究現狀,對其拓撲結構、工作原理進行了分析,得出了其交直流側等效模型;并介紹了當前應用于MMC的調制策略,對比了它們的優(yōu)缺點。在此基礎上,對MMC的電壓控制方案與環(huán)流抑制方案進行了深入研究。在電壓控制方面,分析了啟動過程中的電壓控制和穩(wěn)態(tài)情況下的電壓平衡問題�；谀芰靠刂频脑�,提出了一種應用于單相MMC系統(tǒng)的啟動方案,該方案可以分為兩個階段,不控整流階段與能量控制階段;能量控制階段,主要是利用上下橋臂的能量之和與能量的差值去控制上下橋臂子模塊的電容電壓,詳細分析了啟動過程中能量的轉換過程。對于MMC穩(wěn)態(tài)運行,介紹了穩(wěn)態(tài)下的橋臂級與子模塊級的電容電壓平衡方案,并且分析與研究了一種基于改進的最近電平逼近調制策略的選擇投切機制,橋臂在每一個控制周期,只動作一個開關管,該開關管是以PWM方式進行投入或切除,在保證電容電壓良好的平衡度下對于開關器件開關頻率的優(yōu)化。在環(huán)流抑制方面,本文分析了環(huán)流的產生機理,在充分考慮子模塊電容電壓波動的基礎上,分析了環(huán)流諧波中不同階次的耦合情況,推導了詳細的穩(wěn)態(tài)下的環(huán)流模型,在此基礎上使用陷波器對2倍頻環(huán)流分量進行單獨提取,并設計了PR環(huán)流抑制器,取得了良好的抑制效果。最后搭建了單相16個模塊的MMC實驗平臺,設計了平臺的數字控制系統(tǒng)。通過實驗驗證了本文提出的啟動方案、電壓平衡控制投切機制以及環(huán)流抑制方案的可行性。
【關鍵詞】：模塊化多電平變換器(MMC) 電壓控制 啟動控制 電壓平衡 環(huán)流抑制
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景9
• 1.2 高壓大功率變換器研究綜述9-12
• 1.3 模塊化多電平變換器12-13
• 1.4 模塊化多電平的研究現狀13-15
• 1.5 本文的主要工作15-16
• 2 MMC的基本工作原理與調制策略16-28
• 2.1 MMC的基本工作原理16-22
• 2.2 MMC的調制策略22-27
• 2.3 本章小結27-28
• 3 MMC電壓控制策略28-50
• 3.1 啟動過程中的電壓控制28-36
• 3.2 穩(wěn)態(tài)工作下的MMC電容電壓的平衡控制36-43
• 3.3 仿真分析43-48
• 3.4 本章小結48-50
• 4 MMC環(huán)流抑制策略50-64
• 4.1 環(huán)流的穩(wěn)態(tài)模型50-57
• 4.2 環(huán)流諧波的抑制方案57-60
• 4.3 環(huán)流控制器的設計60-61
• 4.4 仿真分析61-63
• 4.5 本章小結63-64
• 5 實驗驗證64-76
• 5.1 實驗平臺64-69
• 5.2 實驗結果69-75
• 5.3 本章小結75-76
• 6 全文總結與展望76-78
• 6.1 全文總結76-77
• 6.2 展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-84
• 附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄84-85
• 附錄2 實驗平臺實物圖85

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1 陳阿蓮,何湘寧,吳洪洋,趙榮祥;基于基本單元串-并(并-串)思想生成多電平變換器拓撲的方法[J];電工技術學報;2004年02期

2 桂紅云;姚文熙;呂征宇;;多電平變換器的拓撲結構和控制策略[J];電源技術應用;2004年08期

3 李冬黎,張晉,陳阿蓮,何湘寧;一種具有自修復功能的多電平變換器拓樸[J];中國電機工程學報;2005年02期

4 王琛琛;李永東;;多電平變換器拓撲研究及其最新進展[J];電力電子;2008年04期

5 李永東;饒建業(yè);;大容量多電平變換器拓撲——現狀與進展[J];電氣技術;2008年09期

6 李永東;王琛琛;;大容量多電平變換器拓撲研究及其最新進展[J];自動化博覽;2009年04期

7 楊曉峰;王曉鵬;范文寶;鄭瓊林;;模塊組合多電平變換器的環(huán)流模型[J];電工技術學報;2011年05期

8 王曉鵬;楊曉峰;范文寶;鄭瓊林;;模塊組合多電平變換器的脈沖調制方案對比[J];電工技術學報;2011年05期

9 Johannes Kolb;Felix Kammerer;Michael Braun;楊曉峰;;模塊組合多電平變換器的一種新型低頻運行控制方法[J];電力電子;2011年06期

10 吳海波;王曉明;;多電平變換器在電動汽車驅動系統(tǒng)中的應用[J];微特電機;2013年04期

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1 何湘寧;陳阿蓮;吳洪洋;;基于基本單元串-并(并-串)思想生成多電平變換器拓撲[A];中國電工技術學會電力電子學會第八屆學術年會論文集[C];2002年

2 羅華;趙世華;賀勝;鄭連清;;多電平變換器拓撲結構的發(fā)展與現狀[A];四川省電工技術學會第九屆學術年會論文集[C];2008年

3 王琛琛;李永東;;多電平變換器拓撲研究及其最新進展[A];2008中國電工技術學會電力電子學會第十一屆學術年會論文摘要集[C];2008年

4 吳洪洋;何湘寧;;高功率多電平變換器技術的研究和應用[A];面向21世紀的科技進步與社會經濟發(fā)展（下冊）[C];1999年

5 劉華東;張志學;張定華;唐劍釗;鄧明;;模塊化多電平變換器的控制研究[A];分布式發(fā)電、智能微電網與電能質量——第三屆全國電能質量學術會議暨電能質量行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2013年

6 張國駒;陳瑤;于蓉蓉;;模塊化多電平變換器的平均值建模與控制[A];第七屆中國高校電力電子與電力傳動學術年會論文集[C];2013年

7 李承;石丹;郭勇;;基于單周控制的級聯多電平變換器研究[A];武漢(南方九省)電工理論學會第22屆學術年會、河南省電工技術學會年會論文集[C];2010年

8 熊蘭;劉飛;宮金武;查曉明;;基于部分單元能量回饋的級聯多電平變換器[A];第七屆中國高校電力電子與電力傳動學術年會論文集[C];2013年

9 萬峗;劉世槎;姜建國;陳成輝;陳四雄;彭霞;;基于級聯式模塊化多電平變換器(MMCC)的通用分析方法及控制器設計[A];第七屆中國高校電力電子與電力傳動學術年會論文集[C];2013年

10 侯軒;李永東;高躍;劉永衡;;多電平變換器空間矢量合成算法及應用[A];中國電工技術學會第八屆學術會議論文集[C];2004年

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1 王暢;新型大功率級聯H橋多電平變換器[D];中國礦業(yè)大學(北京);2016年

2 韓金剛;基于不對稱結構的新型多電平變換器研究[D];上海海事大學;2007年

3 陳權;電壓型多電平變換器若干關鍵技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2007年

4 波里奧;用于電能質量管理的高效率多電平變換器[D];浙江大學;2008年

5 王俊;級聯H橋多電平變換器協(xié)調控制的研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2015年

6 楊曉峰;模塊組合多電平變換器（MMC）研究[D];北京交通大學;2012年

7 費萬民;中高壓功率變換相關技術的基礎研究[D];浙江大學;2005年

8 范聲芳;模塊化多電平變換器（MMC）若干關鍵技術研究[D];華中科技大學;2014年

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1 呂鎮(zhèn)江;模塊化多電平變換器的綜合控制策略研究[D];上海交通大學;2015年

2 王慶振;模塊組合多電平變換器電容均壓控制系統(tǒng)研究[D];上海工程技術大學;2016年

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6 聶雄;模塊化多電平變換器的優(yōu)化控制策略研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

7 王金花;模塊化多電平變換器模型預測控制策略研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

8 楊超;模塊化多電平變換器環(huán)流及抑制策略研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

9 曹小輝;模塊化多電平變換器控制策略設計與裝置研究[D];湖南大學;2016年

10 趙輝;一種新型基于級聯多電平變換器的儲能系統(tǒng)研究[D];東南大學;2016年

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