模块化多电平变频器输入整流技术研究
发布时间：2021-11-25 20:15
模块化多电平换流器（Modular multilevel converter,MMC）凭借其高度模块化,波形质量高,损耗低,易于运输、安装、维护,易于提升电压等级等优势,成为了高压大功率电能传输及电机驱动中最具潜力的拓扑结构。然而MMC子模块拓扑结构中存在电容器作为功率支撑元件,在电机驱动应用中尤其是电机低频运行时存在着电容电压波动较大的问题。通过对现有文献分析整理发现,串联开关型MMC是目前最有效的解决方案,然而现阶段对该拓扑结构的研究仅局限在电机侧,尚未对其整流方案进行研究。本文首先对比了高压变频中常用的拓扑结构,对当前最具优势的MMC拓扑结构及其常用的控制、调制方式进行简要介绍,对比常用的子模块电容电压波动抑制方法并对串联开关型MMC拓扑电容电压波动抑制机理进行分析,证明其优越性。在此基础上,参考实际工程中电压、功率等级,本文选用24脉波整流器并设计移相变压器,据此分析直流侧开关动作在电网电流中产生的谐波并设计滤波电路,最终完成串联开关型MMC的多脉波整流方案设计并通过仿真验证。在此之后,本文进一步研究了串联开关型MMC的背靠背式整流方案,即将MMC作为整流器。对该整流侧MMC提...
【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】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 MMC拓扑结构及调制、控制方式
1.2.1 MMC拓扑结构
1.2.2 MMC调制及控制方式
1.3 MMC变频器电容电压波动抑制方法研究现状
1.3.1 基于平衡上下桥臂能量波动的电容电压波动抑制策略
1.3.2 基于串联开关型MMC的抑制策略
1.4 适用在高压变频中的整流方案
1.5 本文研究的主要内容
第2章 串联开关型MMC多脉波整流方案设计
2.1 串联开关型MMC电容电压波动分析
2.2 串联开关型MMC多脉波整流方案设计
2.2.1 多脉波整流器选择及移相变压器设计
2.2.2 基于24脉波不控整流的串联开关型MMC网侧谐波分析
2.2.3 24 脉波不控整流方案滤波器设计
2.2.4 基于24脉波不控整流的串联开关型MMC仿真验证
2.3 本章小结
第3章 串联开关型MMC背靠背式整流方案设计
3.1 背靠背串联开关型MMC变频器拓扑结构
3.2 电网侧MMC控制方案
3.2.1 基于传统能量平衡的直流电压控制方式
3.2.2 基于交直流解耦控制方式
3.3 背靠背串联开关型MMC仿真验证
3.3.1 基于传统能量平衡的直流电压控制仿真验证
3.3.2 交直流解耦的直流电压控制仿真验证
3.4 本章小结
第4章 混合型MMC整流方案设计
4.1 MMC变频器混合型整流方案
4.1.1 背靠背混合型MMC拓扑
4.1.2 背靠背混合型MMC数学模型建立
4.1.3 背靠背混合型MMC控制方案设计
4.2 背靠背混合型MMC仿真验证
4.2.1 仿真环境及仿真参数
4.2.2 仿真结果及分析
4.3 本文所提整流方案对比研究
4.4 本章小结
第5章 混合型MMC整流方案实验验证
5.1 实验平台及试验参数
5.2 实验方案设计及实验验证
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]模块化多电平换流器的电容均压算法比较及优化设计[J]. 史书怀,王丰,卓放,袁乙中,朱彦霖,翟灏. 电力系统自动化. 2017(13)
[2]基于MMC的柔性直流输电电容电压波动抑制方法[J]. 蔡永梁,任成林,周竞宇,岳伟,刘小勇,张世超,刘林. 电力系统保护与控制. 2017(05)
[3]24脉波移相整流电路的建模与仿真分析[J]. 张美琴,谢卫,李方方. 通信电源技术. 2015(04)
[4]中压变频器的问题及对策[J]. 马小亮. 电气传动. 2014(01)
[5]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)
[6]模型预测控制——现状与挑战[J]. 席裕庚,李德伟,林姝. 自动化学报. 2013(03)
[7]LCL型并网滤波器参数设计方法[J]. 王百永,张俊伟,郑华荣,肖华锋,王宝宝. 电源学报. 2012(06)
[8]基于MMC技术的高压变频器系统[J]. 李兴鹤,蔡新波,时迎亮,孟庆旭,宋吉波,金辛海. 大功率变流技术. 2012(05)
[9]多脉波整流技术综述[J]. 孟凡刚,杨世彦,杨威. 电力自动化设备. 2012(02)
[10]基于变压器三角形延长接法的18脉整流系统分析及Matlab仿真[J]. 马西庚,李超,白丽娜,柳颖. 山东理工大学学报(自然科学版). 2010(06)
博士论文
[1]模块化多电平换流器及其控制技术研究[D]. 李彬彬.哈尔滨工业大学 2017
[2]中压三电平全功率风电变流器关键技术研究[D]. 任康乐.合肥工业大学 2016
[3]基于模块化多电平换流器的直流输电系统控制策略研究[D]. 管敏渊.浙江大学 2013
硕士论文
[1]多脉波整流系统设计[D]. 白丽娜.中国石油大学 2008
本文编号：3518725
【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】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 MMC拓扑结构及调制、控制方式
1.2.1 MMC拓扑结构
1.2.2 MMC调制及控制方式
1.3 MMC变频器电容电压波动抑制方法研究现状
1.3.1 基于平衡上下桥臂能量波动的电容电压波动抑制策略
1.3.2 基于串联开关型MMC的抑制策略
1.4 适用在高压变频中的整流方案
1.5 本文研究的主要内容
第2章 串联开关型MMC多脉波整流方案设计
2.1 串联开关型MMC电容电压波动分析
2.2 串联开关型MMC多脉波整流方案设计
2.2.1 多脉波整流器选择及移相变压器设计
2.2.2 基于24脉波不控整流的串联开关型MMC网侧谐波分析
2.2.3 24 脉波不控整流方案滤波器设计
2.2.4 基于24脉波不控整流的串联开关型MMC仿真验证
2.3 本章小结
第3章 串联开关型MMC背靠背式整流方案设计
3.1 背靠背串联开关型MMC变频器拓扑结构
3.2 电网侧MMC控制方案
3.2.1 基于传统能量平衡的直流电压控制方式
3.2.2 基于交直流解耦控制方式
3.3 背靠背串联开关型MMC仿真验证
3.3.1 基于传统能量平衡的直流电压控制仿真验证
3.3.2 交直流解耦的直流电压控制仿真验证
3.4 本章小结
第4章 混合型MMC整流方案设计
4.1 MMC变频器混合型整流方案
4.1.1 背靠背混合型MMC拓扑
4.1.2 背靠背混合型MMC数学模型建立
4.1.3 背靠背混合型MMC控制方案设计
4.2 背靠背混合型MMC仿真验证
4.2.1 仿真环境及仿真参数
4.2.2 仿真结果及分析
4.3 本文所提整流方案对比研究
4.4 本章小结
第5章 混合型MMC整流方案实验验证
5.1 实验平台及试验参数
5.2 实验方案设计及实验验证
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]模块化多电平换流器的电容均压算法比较及优化设计[J]. 史书怀,王丰,卓放,袁乙中,朱彦霖,翟灏. 电力系统自动化. 2017(13)
[2]基于MMC的柔性直流输电电容电压波动抑制方法[J]. 蔡永梁,任成林,周竞宇,岳伟,刘小勇,张世超,刘林. 电力系统保护与控制. 2017(05)
[3]24脉波移相整流电路的建模与仿真分析[J]. 张美琴,谢卫,李方方. 通信电源技术. 2015(04)
[4]中压变频器的问题及对策[J]. 马小亮. 电气传动. 2014(01)
[5]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)
[6]模型预测控制——现状与挑战[J]. 席裕庚,李德伟,林姝. 自动化学报. 2013(03)
[7]LCL型并网滤波器参数设计方法[J]. 王百永,张俊伟,郑华荣,肖华锋,王宝宝. 电源学报. 2012(06)
[8]基于MMC技术的高压变频器系统[J]. 李兴鹤,蔡新波,时迎亮,孟庆旭,宋吉波,金辛海. 大功率变流技术. 2012(05)
[9]多脉波整流技术综述[J]. 孟凡刚,杨世彦,杨威. 电力自动化设备. 2012(02)
[10]基于变压器三角形延长接法的18脉整流系统分析及Matlab仿真[J]. 马西庚,李超,白丽娜,柳颖. 山东理工大学学报(自然科学版). 2010(06)
博士论文
[1]模块化多电平换流器及其控制技术研究[D]. 李彬彬.哈尔滨工业大学 2017
[2]中压三电平全功率风电变流器关键技术研究[D]. 任康乐.合肥工业大学 2016
[3]基于模块化多电平换流器的直流输电系统控制策略研究[D]. 管敏渊.浙江大学 2013
硕士论文
[1]多脉波整流系统设计[D]. 白丽娜.中国石油大学 2008
本文编号：3518725
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3518725.html
