中压MMC环流抑制与电容电压平衡方法研究
发布时间：2021-10-07 01:46
近年来,随着远距离大功率高压输电技术的迅速发展,模块化多电平换流器（MMC）逐渐成为柔性直流输电技术（HVDC）所用换流器中的主流拓扑。子模块之间相互级联的模块化结构使得MMC具有开关频率低且损耗少、电能变换效率高、谐波含量低、输出电压和电流波形良好、可灵活拓展等显著优势。这种新型的拓扑结构不仅在HVDC工程中广受关注,在许多中压场合如调速电机驱动、统一潮流控制器、直流融冰、固态变压器与中压直流配电网等领域也有着相当广阔的应用前景。相比直流输电应用,中压MMC电压等级低,子模块数目通常只有几十个,但目前其调制、环流抑制以及内部能量平衡仍然主要沿用柔直工程中MMC的设计方法。为优化中压应用中MMC的性能,本文的主要研究工作如下:首先,本文通过分析MMC的电路结构和调制策略,给出了载波移相调制下MMC桥臂电压与输出交流电压的傅里叶表达式。当考虑环流抑制方法后,揭示了桥臂电压参考信号将产生一系列的偶次谐波,对MMC输出交流电压谐波特性产生不利影响。在此基础上通过数学分析阐明了MMC环流抑制与载波移相调制之间的耦合现象,并通过了仿真验证。其次,为了避免环流抑制影响输出交流电压的谐波特性,提出了...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景及研究意义
1.2 MMC环流抑制与子模块电容电压平衡方法研究现状
1.2.1 MMC脉冲宽度调制策略研究现状
1.2.2 MMC环流抑制策略研究现状
1.2.3 MMC子模块电容电压平衡方法研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 MMC环流抑制与载波移相调制的耦合现象
2.1 引言
2.2 无环流抑制的MMC载波移相调制谐波特性
2.2.1 MMC的载波移相调制
2.2.2 载波移相角的选取
2.3 环流抑制对MMC调制载波移相谐波特性的影响
2.4 MMC环流抑制与载波移相调制的耦合现象仿真
2.5 本章小结
第3章 MMC解耦调制策略研究
3.1 引言
3.2 MMC解耦调制策略的原理
3.3 降低解耦调制额外开关次数的方法
3.3.1 延迟时间Tw的引入
3.3.2 延迟时间Tw最大值的选取
3.4 MMC解耦调制策略仿真
3.5 本章小结
第4章 MMC子模块电容电压平衡方法的研究
4.1 引言
4.2 MMC相间与桥臂间能量平衡控制策略
4.3 MMC子模块电容电压平衡方法
4.3.1 降低开关次数的子模块电容电压平衡方法
4.3.2 带有电容电压约束的子模块电容电压平衡方法
4.4 仿真分析
4.4.1 MMC相间与桥臂间能量平衡控制策略仿真
4.4.2 MMC子模块电容电压平衡方法仿真
4.5 本章小结
第5章 MMC实验平台搭建及实验结果分析
5.1 引言
5.2 MMC实验平台整体结构
5.2.1 MMC实验样机主电路设计
5.2.2 MMC实验样机控制电路设计
5.3 MMC传统调制策略下的实验结果
5.4 MMC解耦调制策略下的实验结果
5.4.1 解耦调制策略下环流抑制的MMC实验结果
5.4.2 实验中不同Tw下子模块的平均开关次数对比
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]直流配电网功率控制策略与电压波动研究[J]. 蒋智化,刘连光,刘自发,张晓晴. 中国电机工程学报. 2016(04)
[2]模块化多电平换流器MMC的环流抑制技术综述[J]. 杨晓峰,林智钦,周楚尧,薛尧,郑琼林. 电源学报. 2015(06)
[3]模块化多电平型变流器电容电压波动及其抑制策略研究[J]. 黄守道,彭也伦,廖武. 电工技术学报. 2015(07)
[4]基于载波移相调制的模块化多电平变换器变频运行控制[J]. 公铮,伍小杰,王钊,戴鹏. 中国电机工程学报. 2015(11)
[5]基于双PI控制器的模块化多电平变换器环流抑制策略[J]. 王朝明,王华广,王晴. 电网技术. 2014(10)
[6]模块组合多电平变换器的研究综述[J]. 杨晓峰,林智钦,郑琼林,游小杰. 中国电机工程学报. 2013(06)
[7]采用载波移相调制的模块化多电平换流器电容电压平衡控制[J]. 李笑倩,宋强,刘文华,李建国. 中国电机工程学报. 2012(09)
[8]采用载波移相技术的模块化多电平换流器电容电压平衡控制[J]. 赵昕,赵成勇,李广凯,饶宏,黎小林. 中国电机工程学报. 2011(21)
[9]新型模块化多电平换流器空间矢量脉宽调制的通用算法[J]. 李强,贺之渊,汤广福,包海龙,王熙骏,王韧. 电网技术. 2011(05)
[10]模块化多电平换流器环流抑制控制器设计[J]. 屠卿瑞,徐政,管敏渊,郑翔,张静. 电力系统自动化. 2010(18)
本文编号：3421133
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景及研究意义
1.2 MMC环流抑制与子模块电容电压平衡方法研究现状
1.2.1 MMC脉冲宽度调制策略研究现状
1.2.2 MMC环流抑制策略研究现状
1.2.3 MMC子模块电容电压平衡方法研究现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 MMC环流抑制与载波移相调制的耦合现象
2.1 引言
2.2 无环流抑制的MMC载波移相调制谐波特性
2.2.1 MMC的载波移相调制
2.2.2 载波移相角的选取
2.3 环流抑制对MMC调制载波移相谐波特性的影响
2.4 MMC环流抑制与载波移相调制的耦合现象仿真
2.5 本章小结
第3章 MMC解耦调制策略研究
3.1 引言
3.2 MMC解耦调制策略的原理
3.3 降低解耦调制额外开关次数的方法
3.3.1 延迟时间Tw的引入
3.3.2 延迟时间Tw最大值的选取
3.4 MMC解耦调制策略仿真
3.5 本章小结
第4章 MMC子模块电容电压平衡方法的研究
4.1 引言
4.2 MMC相间与桥臂间能量平衡控制策略
4.3 MMC子模块电容电压平衡方法
4.3.1 降低开关次数的子模块电容电压平衡方法
4.3.2 带有电容电压约束的子模块电容电压平衡方法
4.4 仿真分析
4.4.1 MMC相间与桥臂间能量平衡控制策略仿真
4.4.2 MMC子模块电容电压平衡方法仿真
4.5 本章小结
第5章 MMC实验平台搭建及实验结果分析
5.1 引言
5.2 MMC实验平台整体结构
5.2.1 MMC实验样机主电路设计
5.2.2 MMC实验样机控制电路设计
5.3 MMC传统调制策略下的实验结果
5.4 MMC解耦调制策略下的实验结果
5.4.1 解耦调制策略下环流抑制的MMC实验结果
5.4.2 实验中不同Tw下子模块的平均开关次数对比
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]直流配电网功率控制策略与电压波动研究[J]. 蒋智化,刘连光,刘自发,张晓晴. 中国电机工程学报. 2016(04)
[2]模块化多电平换流器MMC的环流抑制技术综述[J]. 杨晓峰,林智钦,周楚尧,薛尧,郑琼林. 电源学报. 2015(06)
[3]模块化多电平型变流器电容电压波动及其抑制策略研究[J]. 黄守道,彭也伦,廖武. 电工技术学报. 2015(07)
[4]基于载波移相调制的模块化多电平变换器变频运行控制[J]. 公铮,伍小杰,王钊,戴鹏. 中国电机工程学报. 2015(11)
[5]基于双PI控制器的模块化多电平变换器环流抑制策略[J]. 王朝明,王华广,王晴. 电网技术. 2014(10)
[6]模块组合多电平变换器的研究综述[J]. 杨晓峰,林智钦,郑琼林,游小杰. 中国电机工程学报. 2013(06)
[7]采用载波移相调制的模块化多电平换流器电容电压平衡控制[J]. 李笑倩,宋强,刘文华,李建国. 中国电机工程学报. 2012(09)
[8]采用载波移相技术的模块化多电平换流器电容电压平衡控制[J]. 赵昕,赵成勇,李广凯,饶宏,黎小林. 中国电机工程学报. 2011(21)
[9]新型模块化多电平换流器空间矢量脉宽调制的通用算法[J]. 李强,贺之渊,汤广福,包海龙,王熙骏,王韧. 电网技术. 2011(05)
[10]模块化多电平换流器环流抑制控制器设计[J]. 屠卿瑞,徐政,管敏渊,郑翔,张静. 电力系统自动化. 2010(18)
本文编号：3421133
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