模块化多电平同相补偿装置的控制策略研究
发布时间：2020-12-20 08:45
为了解决电气化铁路中谐波、负序、无功等电能质量问题及电力机车过分相问题,采用新型同相供电补偿装置实现电力机车同相供电。CPD（Co-Phase Compensation Device,同相补偿装置）作为电气化铁路有源补偿装置,是实现同相供电的重要方法。采用MMC（Modular Multilevel Converter,模块化多电平变换器）的同相补偿装置可以提高系统效率,减小CPD体积,降低成本,适用于高压大功率场合。因此,本文针对MMC-CPD（Modular Multilevel Converter and Co-Phase Compensation Device,模块化多电平同相补偿装置）的控制策略展开研究。（1）对同相供电系统常见有源补偿装置进行分析,提出采用三相两臂MMC-CPD作为同相供电系统的新型补偿装置。绘制其拓扑图,分别在abc静止坐标系与dq旋转坐标系下建立三相两臂MMC-CPD的数学模型,分析其工作原理并推算开关函数。（2）分析电气化铁路交-直型及交-直-交型两种牵引负荷电流特性。为了实现同相供电系统的电能质量补偿,须实时准确地检测电气化铁路牵引负荷及同相补偿装置...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 同相补偿装置研究现状
1.2.1 同相补偿装置理论研究
1.2.2 同相补偿装置工程应用
1.3 MMC控制策略的研究背景与现状
1.3.1 MMC控制策略研究现状
1.3.2 基于MMC的同相补偿装置研究现状
1.4 主要研究内容
2 三相两臂MMC-CPD的工作原理和数学模型
2.1 单相MMC拓扑结构及工作原理
2.2 三相两臂MMC-CPD拓扑结构及工作原理
2.3 三相两臂MMC-CPD数学模型的建立
2.3.1 三相两臂MMC-CPD在 abc静止坐标系下的数学模型
2.3.2 三相两臂MMC-CPD在 dq旋转坐标系下的数学模型
2.4 小结
3 三相两臂MMC-CPD的控制策略研究
3.1 三相两臂MMC-CPD的指令电流检测
3.1.1 牵引负荷电流分析
3.1.2 传统指令电流检测
3.1.3 基于dq同步旋转坐标系的指令电流检测
3.2 三相两臂MMC-CPD的电流跟踪控制
3.2.1 传统控制策略
3.2.2 基于dq坐标系的VPI控制策略
3.2.3 基于abc坐标系的直接电流控制策略
3.2.4 子模块电容电压平衡控制及环流抑制
3.3 三相两臂MMC-CPD调制策略研究
3.3.1 载波移相调制
3.3.2 载波层叠调制
3.3.3 最近电平逼近调制
3.4 小结
4 三相两臂MMC-CPD的仿真分析
4.1 基于dq坐标系的VPI控制
4.2 基于abc坐标系的直接电流控制
4.3 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]模块化多电平换流器的载波层叠脉宽调制策略分析与改进[J]. 白志红,周玉虎. 电力系统自动化. 2018(21)
[2]同相供电直挂变流器拓扑结构与容量匹配关系[J]. 黄小红,李群湛,杨乃琪. 西南交通大学学报. 2017(02)
[3]基于模型预测控制的MMC-HVDC系统控制策略研究[J]. 代高富,符金伟,周胜,张冬凯. 电力系统保护与控制. 2016(10)
[4]基于模块化多电平换流器和组合式变压器的高速铁路同相牵引供电系统[J]. 黄小红,李群湛. 高电压技术. 2016(01)
[5]采用质因子分解法的模块化多电平换流器电容电压平衡优化算法[J]. 彭茂兰,赵成勇,刘兴华,郭春义. 中国电机工程学报. 2014(33)
[6]不对称交流电网下MMC-HVDC输电系统的控制策略[J]. 孔明,汤广福,贺之渊,杨杰. 中国电机工程学报. 2013(28)
[7]基于自适应比例谐振的新型并网电流控制策略[J]. 刘斌,谢积锦,李俊,伍家驹. 电工技术学报. 2013(09)
[8]基于MMC欧拉—拉格朗日模型的HVDC不对称故障控制[J]. 蔡新红,赵成勇,庞辉,林畅. 电力系统自动化. 2013(17)
[9]模块化多电平换流器桥臂电抗器参数设计方法[J]. 赵成勇,胡静,翟晓萌,谢敏华,高阳. 电力系统自动化. 2013(15)
[10]比例谐振控制器在MMC-HVDC控制中的仿真研究[J]. 张建坡,赵成勇,敬华兵. 中国电机工程学报. 2013(21)
博士论文
[1]新型注入式混合有源滤波器的理论及其应用研究[D]. 汤赐.湖南大学 2008
硕士论文
[1]组合式同相供电系统的容量分析及MMC仿真研究[D]. 常文寰.兰州交通大学 2017
[2]基于MMC-MTDC的新型牵引供电系统建模与控制[D]. 吴继珍.华东交通大学 2016
[3]基于三相四开关变流器的电气化铁路有源补偿研究[D]. 周末.兰州交通大学 2016
[4]新型高速铁路电能质量综合补偿系统[D]. 曾灿林.湖南大学 2011
本文编号：2927574
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 同相补偿装置研究现状
1.2.1 同相补偿装置理论研究
1.2.2 同相补偿装置工程应用
1.3 MMC控制策略的研究背景与现状
1.3.1 MMC控制策略研究现状
1.3.2 基于MMC的同相补偿装置研究现状
1.4 主要研究内容
2 三相两臂MMC-CPD的工作原理和数学模型
2.1 单相MMC拓扑结构及工作原理
2.2 三相两臂MMC-CPD拓扑结构及工作原理
2.3 三相两臂MMC-CPD数学模型的建立
2.3.1 三相两臂MMC-CPD在 abc静止坐标系下的数学模型
2.3.2 三相两臂MMC-CPD在 dq旋转坐标系下的数学模型
2.4 小结
3 三相两臂MMC-CPD的控制策略研究
3.1 三相两臂MMC-CPD的指令电流检测
3.1.1 牵引负荷电流分析
3.1.2 传统指令电流检测
3.1.3 基于dq同步旋转坐标系的指令电流检测
3.2 三相两臂MMC-CPD的电流跟踪控制
3.2.1 传统控制策略
3.2.2 基于dq坐标系的VPI控制策略
3.2.3 基于abc坐标系的直接电流控制策略
3.2.4 子模块电容电压平衡控制及环流抑制
3.3 三相两臂MMC-CPD调制策略研究
3.3.1 载波移相调制
3.3.2 载波层叠调制
3.3.3 最近电平逼近调制
3.4 小结
4 三相两臂MMC-CPD的仿真分析
4.1 基于dq坐标系的VPI控制
4.2 基于abc坐标系的直接电流控制
4.3 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]模块化多电平换流器的载波层叠脉宽调制策略分析与改进[J]. 白志红,周玉虎. 电力系统自动化. 2018(21)
[2]同相供电直挂变流器拓扑结构与容量匹配关系[J]. 黄小红,李群湛,杨乃琪. 西南交通大学学报. 2017(02)
[3]基于模型预测控制的MMC-HVDC系统控制策略研究[J]. 代高富,符金伟,周胜,张冬凯. 电力系统保护与控制. 2016(10)
[4]基于模块化多电平换流器和组合式变压器的高速铁路同相牵引供电系统[J]. 黄小红,李群湛. 高电压技术. 2016(01)
[5]采用质因子分解法的模块化多电平换流器电容电压平衡优化算法[J]. 彭茂兰,赵成勇,刘兴华,郭春义. 中国电机工程学报. 2014(33)
[6]不对称交流电网下MMC-HVDC输电系统的控制策略[J]. 孔明,汤广福,贺之渊,杨杰. 中国电机工程学报. 2013(28)
[7]基于自适应比例谐振的新型并网电流控制策略[J]. 刘斌,谢积锦,李俊,伍家驹. 电工技术学报. 2013(09)
[8]基于MMC欧拉—拉格朗日模型的HVDC不对称故障控制[J]. 蔡新红,赵成勇,庞辉,林畅. 电力系统自动化. 2013(17)
[9]模块化多电平换流器桥臂电抗器参数设计方法[J]. 赵成勇,胡静,翟晓萌,谢敏华,高阳. 电力系统自动化. 2013(15)
[10]比例谐振控制器在MMC-HVDC控制中的仿真研究[J]. 张建坡,赵成勇,敬华兵. 中国电机工程学报. 2013(21)
博士论文
[1]新型注入式混合有源滤波器的理论及其应用研究[D]. 汤赐.湖南大学 2008
硕士论文
[1]组合式同相供电系统的容量分析及MMC仿真研究[D]. 常文寰.兰州交通大学 2017
[2]基于MMC-MTDC的新型牵引供电系统建模与控制[D]. 吴继珍.华东交通大学 2016
[3]基于三相四开关变流器的电气化铁路有源补偿研究[D]. 周末.兰州交通大学 2016
[4]新型高速铁路电能质量综合补偿系统[D]. 曾灿林.湖南大学 2011
本文编号：2927574
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