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)側電流正弦化、諧波含量低、能夠真正達到能量的“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備。通過電力電子標準模塊（PEBB）構建的變流裝置具有可重構、高可靠性、成本低等優(yōu)點，同時分散的PEBB可以實現(xiàn)電能變換裝置的分布式控制和分層控制，對于電能變換裝置模塊化并聯(lián)技術的研究顯得十分有意義。本文的研究對象是共交直流母線的三相電壓源PWM變流器并聯(lián)系統(tǒng)。

2、　　本文首先在d-q旋轉坐標系下，建立了并聯(lián)三相電壓源變流器的數(shù)學模型，并通過分析 SVPWM調制算法得到了并聯(lián)變流器運行的并聯(lián)等效電路模型，從而得出在保證并聯(lián)模塊驅動信號一致性的基礎上增加零序電壓補償校正環(huán)節(jié)來抑制兩并聯(lián)變流器模塊間的環(huán)流。為此，提出了基于PWM波重構的主從分布式控制方案。其次，開展了基于PWM波重構的主從分布式控制方案的研究，將傳統(tǒng)的雙閉環(huán)PI控制算法應用于PWM波重構的主從分布式控制方案中，并對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了研

3、究。為了保證并聯(lián)模塊驅動信號的一致性，研究了主從控制中的并聯(lián)模塊間串行光纖通信技術?？紤]到電力電子集成模塊間通信的數(shù)據(jù)內容及同步要求，利用 HDLC通信協(xié)議實現(xiàn)了高速光纖星型拓撲方案。同時為了提高系統(tǒng)的動態(tài)響應、減少負載擾動，引入了負載電流前饋控制策略，設計了二階龍伯格狀態(tài)觀測器，對負載電流進行估計。然后，針對PWM波重構的主從分布式控制方案中主從控制器間通信延時使得傳統(tǒng)雙閉環(huán)PI控制算法動態(tài)性能下降，研究了模型預測控制（MPC）在PW

4、M波重構的主從分布式控制方案中的應用。利用MPC的預測性和動態(tài)優(yōu)化，在保證抑制環(huán)流的基礎上改善了系統(tǒng)動態(tài)性能和電流諧波含量。通過分析MPC算法原理，建立適合于MPC算法的變流器數(shù)學模型，并將MPC算法的求解問題轉化為二次規(guī)劃問題。通過將二次規(guī)劃的最優(yōu)算法引入到MPC算法的尋優(yōu)過程中，得出最優(yōu)的控制量，并作為SVPWM調制算法的給定參數(shù)。最后搭建了兩個變流器集成模塊的并聯(lián)仿真及實驗平臺，采用DSP和FPGA的雙處理器，實現(xiàn)控制算法和串行光