容錯型三相并網(wǎng)變流器建模、控制與矢量調(diào)制研究.pdf

1、電力變換器作為高效電能變換單元，普遍應用于并網(wǎng)型可再生能源發(fā)電、柔性交流輸電、大功率交流電機調(diào)速、電動汽車、能量存儲系統(tǒng)等領域。電力變換器故障后將引起設備部分子系統(tǒng)故障甚至整套設備功能失效，影響設備生產(chǎn)效率造成安全事故。為實現(xiàn)生產(chǎn)設備的高效運行，需要確保電力變換器穩(wěn)定不間斷運行。為此，電力電子容錯運行與控制逐漸成為研究熱點。
　　為應對變流器單一橋臂器件故障，本文將三相四開關拓撲結(jié)構(gòu)引入并網(wǎng)變流器故障后的容錯運行。研究分別從“正常

2、運行并網(wǎng)變流器建模與控制”和“故障后容錯運行并網(wǎng)變流器調(diào)制、建模與控制”兩個方面展開，以期實現(xiàn)變流器良好不間斷的并網(wǎng)運行性能。
　　針對正常運行模式下的并網(wǎng)變流器，研究從三相六開關并網(wǎng)變流器的矢量調(diào)制、系統(tǒng)建模和控制器設計入手，建立了詳細且適于控制器設計的小信號模型。該模型能夠準確描述正常運行下變流器動靜態(tài)特性，基于該模型設計的調(diào)節(jié)器可以提供并網(wǎng)變流器理想的動靜態(tài)特性。此外，本文還進一步提出了一種無需扇區(qū)劃分和三角函數(shù)運算的矢量調(diào)

3、制算法。
　　對故障后容錯運行的并網(wǎng)變流器，本文的研究集中于矢量調(diào)制算法和改善并網(wǎng)電流品質(zhì)。文章首先對變流器故障后容錯運行的基本工作原理進行了詳細分析，揭示了直流側(cè)串聯(lián)電容中性點電壓波動的固有原因。其次，進一步分析指出并網(wǎng)電流出現(xiàn)三相不平衡以及低次諧波電流現(xiàn)象的本質(zhì)原因，并提出一種無需扇區(qū)劃分和三角運算的矢量調(diào)制算法。另外，為評估不同調(diào)制方式對電流品質(zhì)的影響，對兩種不同零矢量組合方式下的并網(wǎng)電流品質(zhì)進行性能評估，以便選擇并網(wǎng)電流品