基于载波移相调制的模块化多电平变换器变频运行控制

发布时间：2017-08-26 12:16

  本文关键词：基于载波移相调制的模块化多电平变换器变频运行控制

  更多相关文章： 模块化多电平变换器 载波移相 变频 电压平衡 低开关频率

【摘要】：模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)工作于低频工况时,子模块电容电压波动加剧导致输出电压畸变严重,制约了其在中高压大功率变频调速领域中的应用。针对这一问题,在分析MMC数学模型的基础上,从维持各相上、下桥臂功率动态平衡角度出发,设计一种基于注入高频共模电压及高频环流的电压波动抑制策略。为降低功率器件开关频率并减少系统损耗,将载波移相技术应用于MMC变频驱动,分别讨论输出N+1和2N+1电平相电压的实现方式。基于载波移相调制,结合低频工况子模块电容电压波动抑制方法,提出一种变频工况下MMC子模块电容电压控制策略,并设计相应控制系统架构及实现方式。该控制策略能在变频工况维持子模块电容电压平衡,保证调速过程中MMC和电动机正常平稳运行,并在低开关频率下获得良好的输出谐波特性。最后,通过搭建Matlab/Simulink仿真及实验样机,验证所提控制策略的正确性和有效性。
【作者单位】： 中国矿业大学信息与电气工程学院;
【关键词】： 模块化多电平变换器 载波移相 变频 电压平衡 低开关频率
【基金】：国家自然科学基金项目(51377160) 江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(KYLX_1384)~~
【分类号】：TM46
【正文快照】： phase-shift;variable frequency;voltage balancing;lowswitching frequency0引言近年来,多电平变换器以电压等级高、谐波特性好等优势在中高压大功率领域得到广泛应用[1-3]。其中,模块化多电平变换器(modular multilevelconverter,MMC)在具有传统多电平变换器优点的同时,以

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 杨晓峰;范文宝;王晓鹏;郑琼林;;基于模块组合多电平变换器的STATCOM及其控制[J];电工技术学报;2011年08期

2 管敏渊;徐政;;模块化多电平换流器型直流输电的建模与控制[J];电力系统自动化;2010年19期

3 屠卿瑞;徐政;郑翔;管敏渊;;模块化多电平换流器型直流输电内部环流机理分析[J];高电压技术;2010年02期

4 王奎;郑泽东;李永东;;新型模块化多电平变换器电容电压波动规律及抑制方法[J];电工技术学报;2011年05期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 任先文;王勋;刘雅轩;夏庆生;;应用于模块化多电平VSC-HVDC的新技术[J];电测与仪表;2012年02期

2 屠卿瑞;徐政;郑翔;张静;;一种优化的模块化多电平换流器电压均衡控制方法[J];电工技术学报;2011年05期

3 杨晓峰;王晓鹏;范文宝;郑琼林;;模块组合多电平变换器的环流模型[J];电工技术学报;2011年05期

4 董文杰;张兴;刘芳;王付胜;;模块化多电平变流器均压策略研究[J];电力电子技术;2012年02期

5 屠卿瑞;徐政;管敏渊;郑翔;张静;;模块化多电平换流器环流抑制控制器设计[J];电力系统自动化;2010年18期

6 李强;贺之渊;汤广福;司德亮;郑斌毅;殷志良;;新型模块化多电平换流器空间矢量脉宽调制方法[J];电力系统自动化;2010年22期

7 管敏渊;徐政;;模块化多电平换流器子模块故障特性和冗余保护[J];电力系统自动化;2011年16期

8 赵成勇;陈晓芳;曹春刚;敬华兵;;模块化多电平换流器HVDC直流侧故障控制保护策略[J];电力系统自动化;2011年23期

9 马雅青;王卫安;张杰;唐剑钊;任涛;;MMC-HVDC典型扰动暂态响应特性分析[J];电力系统及其自动化学报;2011年05期

10 王卫安;桂卫华;;低电平MMC-HVDC样机滤波装置设计[J];电力系统及其自动化学报;2011年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 董文杰;张兴;刘芳;王付胜;;模块化多电平均压策略研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年

2 张国驹;陈瑶;于蓉蓉;;模块化多电平变换器的平均值建模与控制[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年

3 周京华;张辉;章小卫;陈亚爱;;电网电压不平衡时MMC-HVDC的控制策略[A];中国计量协会冶金分会2013年会论文集[C];2013年

4 张杰;王卫安;马雅青;敬华兵;唐剑钊;任涛;;MMC-HVDC滤波装置设计[A];第二届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2011年

5 刘华东;张志学;张定华;唐剑钊;邓明;;模块化多电平变换器的控制研究[A];分布式发电、智能微电网与电能质量——第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2013年

6 许炜;杨志;秦海鸿;邹积勇;薛恒怀;;MMC型STATCOM子模块电容电压的自适应优化平衡控制[A];分布式发电、智能微电网与电能质量——第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2013年

7 苏毅;鱼维娜;;多网BP网络求解半周期对称SHEPWM开关角[A];湖北省电工技术学会、武汉电工技术学会2013年度学术年会、第五届“智能电网”暨“电机能效提升”发展论坛论文集[C];2013年

8 陈名;李清波;张松光;;柔性直流输电系统的交流谐波特性分析[A];创新驱动与转型发展，，推动汕头腾飞——汕头市科协第七届学术年会优秀论文集[C];2014年

9 宋平岗;李云丰;王立娜;叶满园;;基于改进阶梯波调制的模块化多电平换流器环流抑制策略[A];2013年江西省电机工程学会年会论文集[C];2013年

10 周臻;夏向阳;周云;;MMC拓扑结构对直流侧故障的分析研究[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

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 杨晓峰;模块组合多电平变换器（MMC）研究[D];北京交通大学;2012年

2 王志冰;中低压配电网自适应功率控制器研究[D];上海交通大学;2012年

3 邱大强;柔性直流输配电系统控制策略研究[D];西南交通大学;2012年

4 苏毅;半周期对称SHEPWM技术的开关角求解方法[D];武汉大学;2012年

5 王颖杰;LCL滤波的三相变换器并网关键技术研究[D];中国矿业大学;2012年

6 何大清;基于直流串联的海上风电场及其控制[D];上海交通大学;2013年

7 易杨;电子电力变压器若干关键技术研究与实现[D];华中科技大学;2013年

8 唐酿;矩阵变换器调制策略优化及应用分析[D];华北电力大学;2013年

9 胡静;基于MMC的多端直流输电系统控制方法研究[D];华北电力大学;2013年

10 胡应宏;级联H桥多电平STATCOM的控制策略及应用研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王晓鹏;模块组合多电平变换器控制系统研制[D];北京交通大学;2011年

2 黄川;海上风电场VSC-HVDC柔性直流输电变流器研究[D];上海交通大学;2011年

3 吕栋;模块化多电平变流器子模块的构建与热设计[D];浙江大学;2012年

4 潘伟勇;模块化多电平直流输电系统控制和保护策略研究[D];浙江大学;2012年

5 张振华;H桥级联多电平静止无功补偿器的控制策略研究[D];浙江大学;2012年

6 连霄壤;模块化多电平STATCOM控制策略研究[D];浙江大学;2012年

7 申斐斐;模块化多电平变流器控制系统的研究[D];浙江大学;2012年

8 孙浩;模块组合多电平变换器（MMC）的控制策略研究[D];北京交通大学;2010年

9 于凯;基于MMC的直流输电系统控制策略研究[D];北方工业大学;2012年

10 王昌盛;模块化多电平整流器的研究[D];安徽理工大学;2012年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨晓峰;孙浩;支刚;郑琼林;;模块组合型多电平变换器的控制策略[J];北京交通大学学报;2011年02期

2 杨晓峰;王晓鹏;范文宝;郑琼林;;模块组合多电平变换器的环流模型[J];电工技术学报;2011年05期

3 杨晓峰;孙浩;支刚;郑琼林;;双星型模块组合型多电平变换器的PWM控制策略[J];电力电子;2010年02期

4 刘文华,梁旭,姜齐荣,罗承廉,刘遵义;采用GTO逆变器的±20 Mvar STATCOM[J];电力系统自动化;2000年23期

5 李庚银,吕鹏飞,李广凯,周明;轻型高压直流输电技术的发展与展望[J];电力系统自动化;2003年04期

6 沈斐,王娅岚,刘文华,梁旭,韩英铎;大容量STATCOM主电路结构的分析和比较[J];电力系统自动化;2003年08期

7 高远望,顾雪平,刘艳,苏德生,雷少锋,董连武;电力系统黑启动方案的自动生成与评估[J];电力系统自动化;2004年13期

8 管敏渊;徐政;屠卿瑞;潘伟勇;;模块化多电平换流器型直流输电的调制策略[J];电力系统自动化;2010年02期

9 刘钟淇;宋强;刘文华;;基于模块化多电平变流器的轻型直流输电系统[J];电力系统自动化;2010年02期

10 屠卿瑞;徐政;管敏渊;郑翔;张静;;模块化多电平换流器环流抑制控制器设计[J];电力系统自动化;2010年18期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈阿莲,何湘宁,吴洪洋,赵荣祥;基于基本单元串-并(并-串)思想生成多电平变换器拓扑的方法[J];电工技术学报;2004年02期

2 桂红云;姚文熙;吕征宇;;多电平变换器的拓扑结构和控制策略[J];电源技术应用;2004年08期

3 李冬黎,张晋,陈阿莲,何湘宁;一种具有自修复功能的多电平变换器拓朴[J];中国电机工程学报;2005年02期

4 王琛琛;李永东;;多电平变换器拓扑研究及其最新进展[J];电力电子;2008年04期

5 李永东;饶建业;;大容量多电平变换器拓扑——现状与进展[J];电气技术;2008年09期

6 李永东;王琛琛;;大容量多电平变换器拓扑研究及其最新进展[J];自动化博览;2009年04期

7 杨晓峰;王晓鹏;范文宝;郑琼林;;模块组合多电平变换器的环流模型[J];电工技术学报;2011年05期

8 王晓鹏;杨晓峰;范文宝;郑琼林;;模块组合多电平变换器的脉冲调制方案对比[J];电工技术学报;2011年05期

9 Johannes Kolb;Felix Kammerer;Michael Braun;杨晓峰;;模块组合多电平变换器的一种新型低频运行控制方法[J];电力电子;2011年06期

10 吴海波;王晓明;;多电平变换器在电动汽车驱动系统中的应用[J];微特电机;2013年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 何湘宁;陈阿莲;吴洪洋;;基于基本单元串-并(并-串)思想生成多电平变换器拓扑[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年

2 罗华;赵世华;贺胜;郑连清;;多电平变换器拓扑结构的发展与现状[A];四川省电工技术学会第九届学术年会论文集[C];2008年

3 王琛琛;李永东;;多电平变换器拓扑研究及其最新进展[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

4 吴洪洋;何湘宁;;高功率多电平变换器技术的研究和应用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）[C];1999年

5 刘华东;张志学;张定华;唐剑钊;邓明;;模块化多电平变换器的控制研究[A];分布式发电、智能微电网与电能质量——第三届全国电能质量学术会议暨电能质量行业发展论坛论文集[C];2013年

6 张国驹;陈瑶;于蓉蓉;;模块化多电平变换器的平均值建模与控制[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年

7 李承;石丹;郭勇;;基于单周控制的级联多电平变换器研究[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年

8 熊兰;刘飞;宫金武;查晓明;;基于部分单元能量回馈的级联多电平变换器[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年

9 万峗;刘世槎;姜建国;陈成辉;陈四雄;彭霞;;基于级联式模块化多电平变换器(MMCC)的通用分析方法及控制器设计[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年

10 侯轩;李永东;高跃;刘永衡;;多电平变换器空间矢量合成算法及应用[A];中国电工技术学会第八届学术会议论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 韩金刚;基于不对称结构的新型多电平变换器研究[D];上海海事大学;2007年

2 陈权;电压型多电平变换器若干关键技术研究[D];合肥工业大学;2007年

3 波里奥;用于电能质量管理的高效率多电平变换器[D];浙江大学;2008年

4 王俊;级联H桥多电平变换器协调控制的研究[D];中国矿业大学（北京）;2015年

5 杨晓峰;模块组合多电平变换器（MMC）研究[D];北京交通大学;2012年

6 费万民;中高压功率变换相关技术的基础研究[D];浙江大学;2005年

7 范声芳;模块化多电平变换器（MMC）若干关键技术研究[D];华中科技大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王晓鹏;模块组合多电平变换器控制系统研制[D];北京交通大学;2011年

2 彭辉;多电平变换器及其应用的研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

3 熊焘;基于模块组合多电平变换器的高压直流输电系统研究[D];北京交通大学;2012年

4 张明;模块化多电平变换器的控制策略研究[D];浙江大学;2014年

5 常非;多电平变换器在同相供电中的应用研究[D];西南交通大学;2013年

6 牛得存;并联模块化多电平变换器控制方法研究[D];山东大学;2014年

7 梁改革;模块化多电平变换器低频运行控制方法研究[D];中国矿业大学;2014年

8 张兰华;模块化多电平变换器设计及其控制策略研究[D];山东大学;2012年

9 李鹏鹏;模块化多电平变换器的调制策略研究[D];安徽理工大学;2014年

10 孙浩;模块组合多电平变换器（MMC）的控制策略研究[D];北京交通大学;2010年

本文编号：741451