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三电平变换器控制策略的研究

多电平变换器是近年来电力电子领域中高压大功率应用场合研究的一个热点,这种变换器用容量小的器件输出高容量、高质量的电能,因此在中高压变频调速、交流柔性输电系统等场合得到了广泛的关注。作为今后进一步研究的基础,本文首先在第一、二章综述了目前多电平技术发展的现状、总结和比较了多电平变换器各种基本的控制策略和拓扑结构特点,并讨论了多电平变换器的五类相关技术发展对多电平技术研究的影响;本文在第三章中讨论了双DSP的数控开发平台和三电平变频调速装置的硬件电路,为进一步实验研究三电平空间矢量控制和消谐波控制策略打下基础在第四章中,在详述三电平SVPWM原理的基础之上,详尽地研究二极管箝位型三电平变换器中点电位不平衡的原因;定性和定量的研究了四类电压空间矢量对中点电位的影响;介绍了一种求解三电平空间矢量等效调制波的方法;并基于控制自由度和开关频率优化思想,提出并讨论了三电平中母线箝位SVPWM;最后提出了一种基于检测直流侧电压和三相输出电流合理  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

直驱式永磁风力发电系统Boost斩波—三电平变换器控制

在能源安全问题日趋严峻的形势下,本文阐述了风能利用与风力发电的重要意义及其广阔的发展前景。为适应大容量风电系统的发展趋势,提出了一种适用于直驱式永磁风力发电系统的功率变换器拓扑结构——Boost斩波—三电平变换器。在该结构中,发电机定子端连接二极管整流桥,电网侧采用二极管箝位型三电平变换器,整流桥与网侧变换器之间通过Boost三电平斩波器连接。基于该拓扑结构,并针对网侧三电平变换器直流侧中点电位不平衡的问题,提出了Boost三电平斩波器的相差控制方式,该控制方式通过调节斩波器中两个功率器件开关信号间的相差,达到平衡输出侧中点电位的目的,而在控制中点电位过程中,并不改变斩波器的升压特性。根据该控制方式的基本原理,建立了Boost三电平斩波器的数学模型,该模型为斩波器的控制器设计提供了理论依据。鉴于通过Boost三电平斩波器同时实现风电系统MPPT控制与网侧三电平变换器中点电位平衡控制,因此斩波器控制器采用并行双PI调节的控制策略。...  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖北工业大学
湖北工业大学

基于三电平变换器的快速充电站微网构架及控制策略研究

随着全球经济和工业的不断发展,光伏微网和电动汽车在能源互联网背景下对电力系统的安全可靠运行产生越来越大的影响。论文研究的大型电动汽车快速充电站微网系统,可以高效利用清洁能源给电动汽车充电站快速供能,同时也可以对城市配电网的电能质量进行调节优化。微网系统将光伏发电、快速充电、大型储能以及配电网电能质量调节等四个研究热点相结合,对于微电网和电动汽车的发展都有着比较重要的意义。本文首先给出了大型电动汽车快速充电站微网的系统架构,然后对该系统的关键模块的工作原理进行了分析。改进了零序电流分离法,在实现与配电网进行有功交换的同时,对配电网进行无功补偿、谐波补偿以及不平衡补偿。采用多载波脉宽调制策略及双闭环控制策略,解决了三电平DC/DC变换器中的中心点不平衡问题;然后,对三电平DC/DC变换器进行了数学建模,设计了光伏发电、分布式储能、快速充电以及并网变流器模块的控制策略。紧接着对充电站微网系统的能量管理策略进行了分析,结合湖北武汉地区的...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安理工大学
西安理工大学

T型三电平储能变换器控制策略研究

近些年来,太阳能、风能等可再生新能源发电系统获得了快速发展,但其存在间歇性大、波动性大等不稳定的缺点,为安全接入电网系统带来了严峻的挑战。为了解决此类问题,储能系统应运而生。对于储能系统来说,其最具代表性的控制策略为虚拟同步机控制。它可以模拟同步发电机的下垂、阻尼以及转动特性,亦可以给予支撑大电网所需要的电压幅值和频率。与传统两电平变换器相比,T型三电平变换器具有结构单一、谐波含量小、功率损耗低等优势。因此,本文以T型三电平变换器为研究对象,对VSG控制策略进行重点研究。主要研究内容如下:首先,对T型三电平变换器的电路拓扑及工作原理进行介绍,并对中点电位平衡控制策略进行说明。其次,详细分析电压型VSG控制策略以及电流型VSG控制策略,并对系统的电压环及电流环控制进行分析;总结电压型VSG及电流型VSG控制策略的联系与区别,研究基于两种VSG控制策略的在线平滑切换策略,并对VSG控制策略的主要参数选取进行分析,重点讨论VSG核心参...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北电力大学
东北电力大学

基于载波PWM的三电平间接矩阵变换器控制策略的研究

矩阵变换器(Matrix Converter,MC),也被人们称作“绿色变换器”,具有许多优点,包括较小的共模电压和开关应力、较低的输出电压波形畸变等。三电平间接矩阵变换器(Three Level Indirect Matrix Converter,TLIMC)是一种结合了三电平技术和MC技术的新型变换器,它可以提高电压的传输效率,使输出波形更加标准。TLIMC在高压、大容量、大功率应用越来越广泛。在电力系统特别是电能变换中,对TLIMC的研究具有重大意义。本文以二极管钳位型TLIMC作为研究对象。首先,在拓扑结构上,TLIMC分为整流级和逆变级,其中对传统的TLIMC整流级进行改进,从单整流器运行变为两个相同的整流器同步运行,逆变级则是三电平逆变器的结构,每个输出相均由两个二极管并联作为钳位电路。然后,在控制策略方面,通过计算整流级和逆变级的占空比,对其使用空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width M...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国矿业大学
中国矿业大学

模块化多电平变换器控制策略研究

随着电力电子技术的发展,高压大功率电力电子设备在电力传动、电力系统等领域的应用研究日益得到国内外学者的关注。模块化多电平变换器(ModularMultilevel Converter,MMC)由于其独特的性能成为实现高压大容量的有效途径。本文主要开展MMC控制策略的研究,包括:调制策略、子模块直流电容电压控制策略、环流抑制策略以及样机的研制。分析了MMC拓扑结构和工作原理,建立了MMC的数学模型。对MMC输出相电压为N+1电平和2N+1电平的调制原理进行了研究,并分析了载波层叠调制策略和载波移相调制策略输出相电压分别为N+1电平和2N+1电平的实现方法。针对MMC子模块直流电容电压不同阶段的控制目标,将其控制分为预充电控制和电容电压均衡控制。在预充电控制方面,结合MMC运行于不同工况时的特点,提出了无需外加辅助电源的逆变工况和整流工况的预充电策略,并建立仿真模型进行仿真验证。在电容电压均衡控制方面,分析了基于排序实现均压和基于闭...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>