模块化多电平变换器环流及抑制策略研究

发布时间：2017-08-29 10:45

  本文关键词：模块化多电平变换器环流及抑制策略研究

  更多相关文章： 模块化多电平变换器 环流 环流抑制策略 谐振控制器 重复控制器

【摘要】：近年来,电力电子技术发展迅速,高压大功率电力电子设备广泛应用于无功补偿、有源电力滤波、直流输电系统等领域。模块化多电平变换器,具有良好的拓展性、降低了对开关器件耐压的要求,尤其适用于高压大功率应用场合。因此,研究模块化多电平变换器具有重要意义。本文主要开展了环流及环流抑制策略的研究,主要内容包括:分析了的拓扑结构和工作原理。根据子模块和桥臂端口输出电压特性及基尔霍夫电压、电流定律,推导出直流侧和交流侧等效数学模型。为有效抑制环流,构建了环流的稳态数学模型,指出环流成分组成,得到环流谐波抑制的一般方法,构造了环流闭环控制模型。为与本文所采用的环流抑制策略进行对比分析,研究了基于比例积分控制的环流抑制策略,并对其进行了仿真验证与分析。针对需要抑制环流中多个偶次谐波分量的情况,提出了基于多谐振控制器的简化环流抑制策略。在分析准比例谐振控制器各参数对系统稳定性影响的基础上,在连续域设计了二次准谐振控制器参数。为获得更为精确的控制器参数,讨论了谐振控制器不同的离散化方法,且在离散域设计了二次准谐振控制器参数。通过仿真对该环流抑制策略进行了验证与分析。为解决谐振控制器使用数量与稳态性能需要折中考虑的问题,本文提出了基于嵌入式重复控制的环流抑制策略。结合环流闭环控制系统的稳定性条件,给出了重复控制器参数设计的原则,并对环流闭环控制系统的鲁棒性、谐波抑制性能及动态性能进行了分析,通过仿真对该环流抑制策略进行了验证与分析。最后,本文介绍了实验平台的主电路和控制系统架构,并对适用于的三种环流抑制策略进行了实验验证。实验结果验证了本文所述环流抑制策略的有效性和可行性。
【关键词】：模块化多电平变换器 环流 环流抑制策略 谐振控制器 重复控制器
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-20
• 1 绪论20-28
• 1.1 课题研究背景与意义20-21
• 1.2 模块化多电平变换器21-22
• 1.3 模块化多电平变换器的研究现状22-26
• 1.4 本文的主要研究内容26-27
• 1.5 本章小结27-28
• 2 MMC工作原理和数学模型28-33
• 2.1 MMC的拓扑结构28-29
• 2.2 MMC的工作原理29-30
• 2.3 MMC的数学模型30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 MMC环流稳态模型及传统环流抑制策略33-51
• 3.1 MMC环流稳态模型33-40
• 3.2 MMC环流闭环控制模型40-41
• 3.3 基于比例积分控制的环流抑制策略41-45
• 3.4 仿真结果及分析45-50
• 3.5 本章小结50-51
• 4 基于多谐振控制器的简化环流抑制策略51-74
• 4.1 基于多谐振控制器的简化环流控制器设计51-54
• 4.2 基于多谐振控制器的简化环流控制器连续域参数设计54-58
• 4.3 基于多谐振控制器的简化环流控制器离散域参数设计58-68
• 4.4 仿真结果及分析68-73
• 4.5 本章小结73-74
• 5 基于嵌入式重复控制的环流抑制策略74-90
• 5.1 重复控制的基本原理及系统结构74-77
• 5.2 基于嵌入式重复控制的环流控制器设计77-80
• 5.3 基于嵌入式重复控制的环流抑制策略性能分析80-85
• 5.4 仿真结果及分析85-89
• 5.5 本章小结89-90
• 6 MMC实验结果分析90-101
• 6.1 MMC样机主电路与控制系统设计90-93
• 6.2 MMC三种环流抑制策略实验验证及分析93-100
• 6.3 本章小结100-101
• 7 总结与展望101-103
• 7.1 本文工作总结101-102
• 7.2 今后工作的展望102-103
• 参考文献103-109
• 作者简介109-111
• 学位论文数据集111

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本文编号：752892