本文關鍵詞：中壓大容量直流變換器控制器軟件設計及實現(xiàn)

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【摘要】：隨著可再生能源在我國能源結構中所占比例的不斷提高,直流電制將廣泛應用于柔性直流輸電、交直流混合微網(wǎng)等陸地電力系統(tǒng)及船舶、孤島、機車等獨立電力系統(tǒng)。大容量直流變換器能夠實現(xiàn)不同電壓等級直流系統(tǒng)的能量傳遞,是直流系統(tǒng)互聯(lián)的必要設備之一,具有廣泛的應用前景。本論文以直流變換器工程研制為研究背景,研究2MW直流變換器的控制器軟件設計及實現(xiàn)。本文首先對比了中壓大容量直流變換器不同拓撲的功率密度及可擴展性,分析結果表明三相三重化隔離型直流變換器拓撲能夠實現(xiàn)良好的動靜態(tài)性能,三相之間互為冗余備份,可靠性高,功率密度及可擴展性占優(yōu)。其次,概述了多重化直流變換器的主要優(yōu)勢,數(shù)值仿真結果表明本文所采用的三相三重化拓撲具有良好的諧波特性,即使在某相故障后,通過動態(tài)調(diào)整移相角,仍然能夠將輸出側濾波電感總電流的紋波限制在一定范圍內(nèi),從而保證輸出電壓紋波滿足要求。在次,在需求分析基礎上,明確變流器控制器軟件的四大主體功能分別為：變流器能量流實時控制功能、變流器過程控制功能、變流器通訊功能和變流器保護功能,并分析了變流器的啟停機時序。采用模塊化軟件設計思想,開展控制器軟件詳細設計,分別給出了頂層控制器、底層控制器各軟件模塊的設計說明,對改進型轉發(fā)式環(huán)網(wǎng)通信過程做了重點說明。最后,基于RTLAB硬件在環(huán)實時仿真測試平臺,開展了變流器起動特性、穩(wěn)態(tài)特性、動態(tài)特性、過載試驗、短路試驗等相關試驗,考核變流器底層控制器的主要功能。實時仿真測試結果表明,變流器底層控制器功能正常,變流器穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、過載、短路限流等主要性能均滿足指標要求,且具備多相切換功能,驗證了軟件設計的正確性。
【關鍵詞】：直流變換器 多重化 軟件 實時仿真
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM46;TP311.52
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.3 論文主要工作19-20
• 第2章 2MW變流器軟件需求分析20-31
• 2.1 系統(tǒng)概述20-23
• 2.2 需求分析23
• 2.3 軟件設計頂層設計23-30
• 2.3.1 功能劃分23-26
• 2.3.2 系統(tǒng)整體狀態(tài)機26-29
• 2.3.3 變流器啟停機時序29-30
• 2.4 本章小結30-31
• 第3章 2MW直流變換器控制器軟件設計31-55
• 3.1 軟件模塊化設計31-34
• 3.2 軟件設計說明34-54
• 3.2.1 頂層控制器的PLC程序說明34-38
• 3.2.2 中央控制器的DSP和FPGA程序說明38-54
• 3.3 本章小結54-55
• 第4章 實驗驗證55-71
• 4.1 試驗系統(tǒng)55-56
• 4.1.1 實時仿真測試系統(tǒng)概述55-56
• 4.1.2 測量設備56
• 4.2 實時仿真測試檢驗項目56-70
• 4.2.1 起動特性57
• 4.2.2 穩(wěn)態(tài)特性試驗57-59
• 4.2.3 動態(tài)特性試驗59-62
• 4.2.4 過載試驗62-66
• 4.2.5 保護功能試驗66-67
• 4.2.6 短路試驗67-69
• 4.2.7 多相切換69-70
• 4.3 本章小結70-71
• 總結與展望71-73
• 本文工作總結71
• 未來工作展望71-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77

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本文編號：727960