基于虚拟同步发电机的T型三电平逆变器并联控制策略研究

发布时间：2020-07-31 07:31

【摘要】：辅助电源逆变器是动车组等车辆的重要组成部分,为了实现大功率、高可靠性、易扩展的冗余列车辅助电源供电系统,目前先进动车组辅助电源逆变器多采用无互联线并联技术。虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)技术源于微电网控制,其主要思想是将同步发电机运行特性引入到逆变器控制中,使得逆变器不仅具有稳态的功率下垂特性,无联络信号线,且模拟了同步发电机的转子惯性,可动态弥补功率差额,减少频率波动程度。因此,本文将VSG技术应用于辅助电源逆变器控制。同时,T型三电平逆变器因其结构简单、可靠性高,满足辅助电源逆变器对高压大容量变换器的迫切需求,故本文以列车辅助电源供电系统为背景主要对基于VSG的T型三电平逆变器并联控制进行了研究。本文首先以单台T型三电平逆变器独立运行为研究对象,设计了基于VSG的单台系统控制策略,包含VSG功率外环、电压电流内环以及T型三电平中点电位平衡控制,进一步分析了核心参数转动惯量和阻尼系数对系统输出频率响应的影响;其次,以基于VSG的T型三电平逆变器并联运行为研究对象,建立VSG并联系统特征方程,根据特征根分析了核心参数对并联系统输出有功响应的影响,并限定了核心参数的取值范围;然后,针对VSG并联系统中核心参数为固定值时无法兼顾有功和频率的动态调节性能这一问题,提出了一种核心参数自调节优化控制策略;最后给出了含并联预同步控制的VSG并联系统综合控制方案。为了验证本文所设计控制策略的有效性,使用PSIM仿真软件建立了两台T型三电平逆变器并联仿真模型,并搭建了以STM32F407ZG为主控芯片的两台T型三电平逆变器并联实验平台,实现了在保证系统稳定运行的同时,既可抑制VSG并入交流母线过程中的有功振荡,亦可提高频率的支撑能力,减小阻尼系数对有功-频率下垂特性的影响,保证并联稳定后,两台逆变器功率均分。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM464

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨鑫;于瀛;王晓楠;石双双;;三电平逆变器实用化技术研究[J];工程技术研究;2018年14期

2 张伯泽;宗剑;钱平;;基于三电平逆变器的内置式永磁同步电机矢量控制研究[J];电机与控制应用;2019年03期

3 黄晓峰;王小鹏;孙春霞;;一种改进的三电平逆变器SVPWM控制算法（英文）[J];Journal of Measurement Science and Instrumentation;2017年03期

4 高芳;高锐;;三电平逆变器共模电压分析与抑制[J];中国测试;2015年12期

5 万晓凤;胡海林;余运俊;康利平;;光伏三电平逆变器故障检测和诊断技术研究进展[J];电子测量与仪器学报;2015年12期

6 王付胜;田龙祥;徐佳益;张兴;;一种高效软开关三电平逆变器研究[J];电力电子技术;2016年10期

7 李真贵;胡杨昊;佘海湘;姚景昌;罗晓雪;;三电平逆变器改进型SVPWM研究与实现[J];计算技术与自动化;2014年04期

8 夏加宽;范倩;;一种三电平逆变器SVPWM快速算法研究[J];电气技术;2014年07期

9 郭虎成;;三电平逆变器控制技术研究现状[J];机械制造与自动化;2013年01期

10 古小科;杨景常;张子玉;唐云波;;一种新型的三相三电平逆变器[J];电力电子技术;2013年05期

相关会议论文 前10条

1 王智霖;王丽梅;;基于SVPWM的三电平逆变器中点平衡控制的研究[A];第十四届沈阳科学学术年会论文集（理工农医）[C];2017年

2 董玮;孙孝峰;;串联谐振全桥三电平逆变器波形最优控制及控制逻辑合成[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年

3 姚哲之;易灵芝;李利娟;彭寒梅;符溪;;基于改进型SVPWM算法的三电平逆变器仿真研究[A];第二十届电工理论学术年会论文集[C];2008年

4 平阳乐;陈阿莲;杜春水;张承慧;;基于三电平逆变器的并联型三相四线制有源电力滤波器综述[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年

5 周华忠;刘惠康;胡志群;;双三电平逆变器及其仿真[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年

6 王美龄;王丽梅;毕长煜;;基于三电平逆变器的优化载波调制[A];第十二届沈阳科学学术年会论文集（理工农医）[C];2015年

7 崔伟胜;姜学东;夏红燕;;基于SVPWM算法的两电平逆变器与三电平逆变器的功率比较[A];中国电工技术学会学术年会——新能源发电技术论坛论文集[C];2013年

8 杨晓萍;张毅;吴成林;孟燕妮;;一种简化的三电平逆变器SVPWM控制方法[A];04'中国企业自动化和信息化建设论坛暨中南六省区自动化学会学术年会专辑[C];2004年

9 陈世浩;冯晓云;蒋威;韩坤;;三电平逆变器空间电压矢量调制算法的研究与实现[A];2008年中国铁道学会牵引动力学术年会——动车组、大功率交流传动机车研讨会论文集[C];2008年

10 祝龙记;张立;;基于非正交坐标系的三电平逆变器控制策略研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

相关博士学位论文 前10条

1 金舜;交流电动机二极管箝位三电平逆变器PWM控制策略的研究[D];西安理工大学;2007年

2 宋文祥;三电平逆变器异步电机直接转矩控制的研究[D];上海大学;2006年

3 刘述喜;三电平逆变器供电的感应电机直接转矩控制系统的研究[D];重庆大学;2010年

4 姜海鹏;输出级NPC三电平交—直—交变换器控制策略研究[D];华南理工大学;2016年

5 张志;多电平变换器脉宽调制及其非线性控制方法研究[D];华南理工大学;2010年

6 邵虹君;基于混合SVPWM方法的NPC三电平逆变器中点电压平衡控制[D];天津大学;2012年

7 徐世周;大功率三电平逆变器热稳定性分析与控制关键技术研究[D];中国矿业大学;2016年

8 方辉;三相逆变（整流）器调制与模型预测控制算法研究[D];西南交通大学;2016年

9 张永康;提高三电平矢量控制系统抗扰性能的研究[D];北京科技大学;2015年

10 姚修远;T-NPC三电平逆变器的软开关及并联技术研究[D];北京交通大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 邱姣姣;基于虚拟同步发电机的T型三电平逆变器并联控制策略研究[D];西安理工大学;2019年

2 李健瑞;NPC三电平逆变器直流母线电容可靠性与中点电位平衡的研究[D];安徽大学;2019年

3 李杰;三电平逆变器模型预测控制的研究[D];安徽大学;2019年

4 刘潮;NPC型三电平逆变器综合性能优化空间矢量调制策略[D];天津大学;2017年

5 郑威;NPC三电平逆变器异步电机直接转矩控制策略的研究[D];中国石油大学(华东);2017年

6 王智霖;NPC三电平逆变器感应电机的直接转矩控制[D];沈阳工业大学;2018年

7 贾雨桐;基于蚁群算法的三电平逆变器及PMSM矢量控制[D];东北石油大学;2018年

8 方舒;NPC型三电平逆变器的故障诊断与容错控制研究[D];合肥工业大学;2018年

9 黄晓峰;基于DSP的有源三电平逆变器控制策略优化研究[D];兰州交通大学;2018年

10 罗维多;三相三电平逆变器驱动PMSM的模型预测控制研究[D];兰州交通大学;2018年

本文编号：2776166