三相變流器并聯(lián)系統(tǒng)的環(huán)流抑制研究.pdf

1、由于三相電壓源PWM變流器具有電能雙向交互、功率因數(shù)可控、網(wǎng)側(cè)電流正弦化、諧波含量低、能夠真正達(dá)到能量的“綠色變化”等功能，使三相電壓源PWM變流器成為電能變換中的重要設(shè)備。通過(guò)電力電子標(biāo)準(zhǔn)模塊（PEBB）構(gòu)建的變流裝置具有可重構(gòu)、高可靠性、成本低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)分散的PEBB可以實(shí)現(xiàn)電能變換裝置的分布式控制和分層控制，對(duì)于電能變換裝置模塊化并聯(lián)技術(shù)的研究顯得十分有意義。本文的研究對(duì)象是共交直流母線(xiàn)的三相電壓源PWM變流器并聯(lián)系統(tǒng)。

2、　　本文首先在d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，建立了并聯(lián)三相電壓源變流器的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)分析 SVPWM調(diào)制算法得到了并聯(lián)變流器運(yùn)行的并聯(lián)等效電路模型，從而得出在保證并聯(lián)模塊驅(qū)動(dòng)信號(hào)一致性的基礎(chǔ)上增加零序電壓補(bǔ)償校正環(huán)節(jié)來(lái)抑制兩并聯(lián)變流器模塊間的環(huán)流。為此，提出了基于PWM波重構(gòu)的主從分布式控制方案。其次，開(kāi)展了基于PWM波重構(gòu)的主從分布式控制方案的研究，將傳統(tǒng)的雙閉環(huán)PI控制算法應(yīng)用于PWM波重構(gòu)的主從分布式控制方案中，并對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了研

3、究。為了保證并聯(lián)模塊驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一致性，研究了主從控制中的并聯(lián)模塊間串行光纖通信技術(shù)?？紤]到電力電子集成模塊間通信的數(shù)據(jù)內(nèi)容及同步要求，利用 HDLC通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)了高速光纖星型拓?fù)浞桨浮Ｍ瑫r(shí)為了提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、減少負(fù)載擾動(dòng)，引入了負(fù)載電流前饋控制策略，設(shè)計(jì)了二階龍伯格狀態(tài)觀(guān)測(cè)器，對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行估計(jì)。然后，針對(duì)PWM波重構(gòu)的主從分布式控制方案中主從控制器間通信延時(shí)使得傳統(tǒng)雙閉環(huán)PI控制算法動(dòng)態(tài)性能下降，研究了模型預(yù)測(cè)控制（MPC）在PW

4、M波重構(gòu)的主從分布式控制方案中的應(yīng)用。利用MPC的預(yù)測(cè)性和動(dòng)態(tài)優(yōu)化，在保證抑制環(huán)流的基礎(chǔ)上改善了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和電流諧波含量。通過(guò)分析MPC算法原理，建立適合于MPC算法的變流器數(shù)學(xué)模型，并將MPC算法的求解問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二次規(guī)劃問(wèn)題。通過(guò)將二次規(guī)劃的最優(yōu)算法引入到MPC算法的尋優(yōu)過(guò)程中，得出最優(yōu)的控制量，并作為SVPWM調(diào)制算法的給定參數(shù)。最后搭建了兩個(gè)變流器集成模塊的并聯(lián)仿真及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用DSP和FPGA的雙處理器，實(shí)現(xiàn)控制算法和串行光