学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

模块化多电平换流器控制研究

作　者: 司志磊
导　师: 张兴
学　校: 合肥工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 模块化多电平变换器（MMC） 电容电压 电压平衡 启动 低频脉动 仿真验证 DSP和FPGA 实验样机
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 11次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter-MMC）以其显著的优点：模块化设计易于扩展，多电平输出减小了输出电压谐波含量和电磁干扰，无需滤波器和变压器。并且提供一个公共直流侧，易实现背靠背结构。成为近年来的研究热点，由于MMC利用子模块中的悬浮电容对直流侧分压提供合成交流输出电压所需的电压台阶，因此子模块电容电压的平衡对MMC的稳定运行至关重要。本文首先分类归纳总结了MMC的国内外研究现状，研究了MMC的拓扑结构、基本运行原理，分析推导了MMC正常工作时上下桥臂电压，输出交流电压以及上下桥臂电流，环流和交流输出电流之间的关系，详细分析了基于载波层叠和载波移相调制的MMC调制策略的工作机理本质。MMC拓扑结构中存在大量悬浮电容，MMC的正常工作前必须确保电容电压的存在，针对电容的充电过程既MMC的启动过程做了详细分析，研究了两种启动方式：“它励式”和“自励式”两种启动方式详细分析了两种启动方式的工作原理并搭建物理仿真模型对比分析两种启动方式的优缺点。MMC运行于低频时，子模块电容电压脉动急剧增大，本文在分析了脉动原因的基础上，通过将桥臂电压和桥臂电流进行重构，把桥臂功率低频脉动转化为高频脉动，从而使子模块电容电压脉动的幅值大大降低。搭建了三相九电平仿真模型对低频电压脉动抑制策略进行了仿真，仿真结果验证了所述低频电压脉动抑制策略的正确性。最后设计并搭建三相MMC九电平实验平台，具体包括：设计三相MMC硬件系统和三相MMC软件控制系统，其中硬件系统包含三相MMC主电路设计和三相MMC DSP控制器和FPGA控制器设计；利用DSP和FPGA的主从工作模式来完成硬件控制系统设计，软件控制系统包含主控制器DSP软件设计和辅助控制器FPGA软件设计。完成MMC正常工作的实验需求，并对启动方案和低频均压策略进行了实验验证，实验结果进一步证明了所用策略的有效性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
致谢  8-14
第一章 绪论  14-26
  1.1 引言  14
  1.2 高压大功率变换器拓扑  14-20
    1.2.1 器件直接串并技术  14-15
    1.2.2 多重化技术  15-16
    1.2.3 多电平技术  16-19
    1.2.4 模块化多电平换流器  19-20
  1.3 国内外研究现状  20-24
    1.3.1 MMC 拓扑分类研究  20-22
    1.3.2 MMC 数学模型研究  22
    1.3.3 MMC 均压、环流与调制策略研究  22-23
    1.3.4 MMC 参数设计与特殊运行方式研究  23
    1.3.5 MMC 应用领域与实际工程应用  23-24
  1.4 本文主要研究内容  24-26
第二章 模块化多电平换流器（MMC）  26-42
  2.1 引言  26
  2.2 模块化多电平换流器拓扑结构和工作原理  26-30
    2.2.1 MMC 拓扑结构  26-28
    2.2.2 MMC 工作原理  28-30
  2.3 模块化多电平换流器调制策略研究  30-37
    2.3.1 基于载波层叠法 MMC 调制策略研究  30-33
    2.3.2 载波层叠仿真验证  33-36
    2.3.3 基于载波移相 MMC 调制策略研究  36-37
  2.4 模块化多电平换流器均压策略及环流特性分析  37-42
第三章 模块化多电平换流器关键技术研究  42-55
  3.1 引言  42-43
  3.2 模块化多电平换流器启动性能研究  43-47
    3.2.1 “自励式”启动模式  43-45
    3.2.2 “它励式”启动模式  45-46
    3.2.3 “它励式”仿真验证  46-47
  3.3 模块化多电平换流器低频均压性能研究  47-55
    3.3.1 低频电容电压波动分析  47-49
    3.3.2 低频均压抑制策略分析  49-51
    3.3.3 仿真验证  51-55
第四章 MMC 实验平台软硬件设计及实验结果  55-75
  4.1 引言  55
  4.2 三相 MMC 硬件系统设计  55-64
    4.2.1 MMC 硬件设计构架  55-56
    4.2.2 MMC 控制器设计  56-60
    4.2.3 MMC 主电路设计  60-64
  4.3 三相 MMC 软件控制系统设计  64-71
    4.3.1 MMC 软件设计构架  64
    4.3.2 主控制器 DSP 程序设计  64-66
    4.3.3 辅助控制器 FPGA 程序设计  66-71
  4.4 实验结果  71-75
第五章 总结与展望  75-77
  5.1 总结  75-76
  5.2 展望  76-77
参考文献  77-80
攻读硕士期间发表的论文  80-81

相似论文

  1. 水稻茎叶特异表达基因启动子的筛选及分析,S511
  2. 猪BMP7基因启动子多态性及其与繁殖性状关联性分析,S828
  3. 说唱艺人现象的心理学研究,B849
  4. 水稻纹枯病菌三磷酸甘油醛脱氢酶基因的克隆及其遗传转化体系的构建,S435.111.42
  5. Pib结构基因在不同启动子驱动下的稻瘟病抗性,S435.111.41
  6. 水稻Pib启动子中乙烯和茉莉酸响应元件的转基因分析,S511
  7. J亚型禽白血病病毒抗体检测方法的建立及LTR体外启动活性分析,S858.31
  8. 棉铃虫细胞色素P450基因CYP9A17v2启动子活性分析,S435.622
  9. Pib基因启动子3’端缺失体的暗诱导特性分析,S511
  10. 藤稔葡萄花发育相关基因的克隆及表达分析,S663.1
  11. 苹果Flowering locus T (FT)基因及其启动子的克隆及表达分析,S661.1
  12. 镉胁迫诱导拟南芥MLH1基因启动子甲基化变化的分子诊断,X173
  13. 棉花和番茄P-ATPases基因的克隆及功能的初步分析,S562
  14. 蜂毒肽基因的原核重组表达及其在Hela细胞中的靶向转录研究,R346
  15. 丙型肝炎病毒NS2TP基因调节机制的研究,R512.63
  16. 蛋白酶体抑制剂硼替佐米对K562细胞中MDR1表达的影响,R733.7
  17. 中英双语者英文书面字词识别的心理表征与激活进程的研究,B84
  18. 大学生完美主义者的情绪特点研究,B842.6
  19. 香烟烟雾致BEAS-2B细胞恶性转化中相关基因表达及启动子甲基化改变,R734.2
  20. 基于TCP/IP协议的网络拥塞控制方法研究,TP393.06
  21. 巷道动载显现规律及其控制对策,TD353

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器
© 2012 www.xueweilunwen.com