級聯(lián)電壓源型超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置的研究.pdf

1、超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置(SMES)是將電能以電磁能的形式儲(chǔ)存在超導(dǎo)電感中的一種新型儲(chǔ)能裝置。當(dāng)它掛接在電網(wǎng)中時(shí)，在四象限范圍內(nèi)其快速的有功和無功功率交換能力可以有效地提高電力系統(tǒng)供電質(zhì)量。大功率超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置在實(shí)時(shí)性、可靠性以及成本方面，與其它的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置相比，具有很大的優(yōu)勢。因此，本文立足于大功率超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置的研究。
　　 級聯(lián)多電平電壓源型變流器具有結(jié)構(gòu)簡單、易于模塊化、諧波特性好等優(yōu)點(diǎn)，因此本文選用級聯(lián)多電平變流器作為大功率SM

2、ES裝置的變流器。
　　 本文詳細(xì)推導(dǎo)了級聯(lián)多電平電壓源型變流器在三相電網(wǎng)平衡時(shí)的數(shù)學(xué)模型，分析了變流器和斬波器的工作原理；分析了單極倍頻CPS-SPWM調(diào)制技術(shù)的原理及其在級聯(lián)H橋多電平電路中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)；介紹了主電路開關(guān)管、電感和電容等參數(shù)的選取方法，計(jì)算了按設(shè)計(jì)容量所需的儲(chǔ)能裝置主要器件的參數(shù)，對裝置的緩沖保護(hù)電路、采樣電路以及驅(qū)動(dòng)電路也進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)；深入研究了基于單極倍頻CPS-SPWM調(diào)制技術(shù)的電壓源型變流器的控制方法

3、和斬波器的控制策略。最后在MATLAB中搭建了級聯(lián)多電平SMES裝置的仿真模型，對采用單極倍頻CPS-SPWM調(diào)制方式的三級級聯(lián)H橋電路工作過程、斬波器的工作過程以及級聯(lián)多電平電壓源型SMES的控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在仿真的基礎(chǔ)上，搭建了斬波器、單相三級級聯(lián)以及三相單級級聯(lián)的硬件試驗(yàn)平臺，編寫了以XE164FM MCU為核心控制芯片的控制程序，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了相應(yīng)控制算法的正確性與可行性，三相單級級聯(lián)的試驗(yàn)結(jié)果證明了SMES裝置可以有效