基于開繞組拓撲雙變流器控制策略研究.pdf

1、本文以雙變流器串聯(lián)的開繞組拓撲結(jié)構(gòu)為對象，針對其不同拓撲形式和不同應(yīng)用條件下的控制策略展開研究，分別包括共直流母線雙3L-NPC開繞組拓撲及獨立直流母線的雙3L-NPC開繞組拓撲的調(diào)制策略，并提出共直流母線拓撲風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和雙變流器串聯(lián)光伏系統(tǒng)的應(yīng)用方案。主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)對共直流母線雙3L-NPC串聯(lián)開繞組拓撲，提出基于零序注入SPWM的共模電壓差抑制方法并實現(xiàn)中點平衡控制。建立了共直流母線開繞組拓撲的數(shù)學(xué)模型，進行

2、了雙三電平零序注入SPWM調(diào)制策略的原理分析。闡述了共直流母線開繞組結(jié)構(gòu)系統(tǒng)共模電壓差產(chǎn)生的原理，在此基礎(chǔ)上提出基于零序注入的共模電壓差抑制方法，實現(xiàn)對系統(tǒng)高頻和低頻共模電壓差的完全抑制。通過分析冗余矢量對中點電位偏移的影響，進行了無共模電壓差條件下變流器中點平衡控制。
　　(2)對獨立直流母線3L-NPC串聯(lián)開繞組拓撲，提出基于單相零序電壓和三相零序電壓聯(lián)合注入的SPWM調(diào)制方式。分析了獨立直流母線下雙3L-NPC變流器數(shù)學(xué)模型

3、和矢量構(gòu)成方式，并以單相零序電壓和三相零序電壓為手段，分別實現(xiàn)最近三矢量為目標和損耗最優(yōu)為目標的調(diào)制策略。針對最近三矢量調(diào)制策略，實現(xiàn)了各自變流器中點電位平衡控制，進行了不同調(diào)制度、功率因數(shù)角下中點電位控制能力分析。
　　(3)提出了開繞組電機風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中機側(cè)變流器控制策略的改進。實現(xiàn)了開繞組電機反電勢諧波存在條件下對機側(cè)零序電流的抑制;分析了反電勢諧波電壓對弱磁控制區(qū)域的影響，指出180°無零序電壓注入方式，可提高弱磁控制電壓

4、環(huán)的指令給定，有利于電機工作在更高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi);在此基礎(chǔ)上研究了基于變流器效率優(yōu)化的弱磁控制，通過建立變流器損耗模型，得出變流器損耗最小的弱磁電流指令。通過討論疊加補償電壓后兩組變流器調(diào)制波的工作范圍，實現(xiàn)了基于反電勢諧波下的共直流母線中點電位平衡控制，并進行了不同反電勢諧波的中點電位控制能力分析。
　　(4)提出了雙變流器串聯(lián)光伏并網(wǎng)變流器拓撲結(jié)構(gòu)并完成對應(yīng)控制策略研究。針對單直流源雙變流器串聯(lián)的光伏并網(wǎng)變流器結(jié)構(gòu)，進行雙兩電平串