容錯(cuò)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(yīng)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(jī)調(diào)速、電動(dòng)汽車、能量存儲(chǔ)系統(tǒng)等領(lǐng)域。電力變換器故障后將引起設(shè)備部分子系統(tǒng)故障甚至整套設(shè)備功能失效，影響設(shè)備生產(chǎn)效率造成安全事故。為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的高效運(yùn)行，需要確保電力變換器穩(wěn)定不間斷運(yùn)行。為此，電力電子容錯(cuò)運(yùn)行與控制逐漸成為研究熱點(diǎn)。
　　為應(yīng)對(duì)變流器單一橋臂器件故障，本文將三相四開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)引入并網(wǎng)變流器故障后的容錯(cuò)運(yùn)行。研究分別從“正常

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

3、制算法。
　　對(duì)故障后容錯(cuò)運(yùn)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(duì)變流器故障后容錯(cuò)運(yùn)行的基本工作原理進(jìn)行了詳細(xì)分析，揭示了直流側(cè)串聯(lián)電容中性點(diǎn)電壓波動(dòng)的固有原因。其次，進(jìn)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(yùn)算的矢量調(diào)制算法。另外，為評(píng)估不同調(diào)制方式對(duì)電流品質(zhì)的影響，對(duì)兩種不同零矢量組合方式下的并網(wǎng)電流品質(zhì)進(jìn)行性能評(píng)估，以便選擇并網(wǎng)電流品