一、一种适合于三相多功能变流系统的控制策略（论文文献综述）
李晓英[1]（2021）在《基于MMC的交直流混合型微电网孤岛运行控制与稳定性分析》文中认为为了应对21世纪以来气候变化、环境污染、能源结构转型等问题带来的严峻挑战,以分布式可再生能源与信息技术深度融合为特征的第三次工业革命拉开了序幕。“能源互联网”则是这次工业革命中不可或缺的核心技术,也代表着能源产业未来的发展方向。微电网作为一种友好、灵活的发配电系统和高效的能量管理单元,在能源互联网中联结着传统大电网与新兴分布式发电系统,正在发挥着其不可替代的关键作用。随着分布式电源的多样化以及负荷种类及需求的持续增长,交直流混合型微电网的应用范围逐渐扩大,其网架结构优化与高效运行控制的研究也受到了越来越广泛的关注。针对目前以两电平电压源型变流器互联的交直流混合型微电网普遍存在的电压谐波含量大、电压等级低、容量扩展困难等问题,本文将模块化多电平变流器（Modular Multilevel Converter,MMC）引入到交直流混合微电网中,作为交直流子网之间的能量路由器,构建了一种新型的多母线交直流混合型微电网（Modular Multilevel Converter-Hybrid Microgrids,MMC-HMGs）。围绕MMC-HMGs系统的孤岛运行模态、功率传递特性、互联MMC的控制策略、启动预充电控制、建模及小信号稳定性分析等展开研究:1)首先构建了以MMC为互联变流器的多母线交直流混合微电网,并基于功率圆图分析了系统的“网-网”功率传输特性。在孤岛运行模态基础上定义了广义等效短路比以衡量交流子网的相对强弱;并根据交流子网的相对强弱,从控制功能的角度对MMC进行定位:以临界广义等效短路比为依据,将MMC的控制角色分别定位为系统稳定变流器与功率调节变流器。2)MMC-HMGs系统在广义等效短路比较小时交流子网表现为弱电网,针对弱交流子网孤岛运行时存在的惯量低、阻尼小等问题,结合MMC充当系统稳定变流器时的控制要求,研究了MMC的虚拟同步电机控制策略。MMC整流运行与逆变运行时分别等效为虚拟同步电动机和虚拟同步发电机,实现MMC-HMGs系统有功潮流的双向主动调度。与此同时,以桥臂电流作为直接控制量,实现交流侧电流的控制与环流抑制,简化电流环的设计。3)当MMC-HMGs系统的广义等效短路比较大时,MMC充当功率调节变流器,以改善交流子网电压电流动态性能、提高系统供电质量为主要控制目标。选取桥臂差模电动势与不平衡电流为控制量,提出了一种基于端口哈密顿模型的无源控制方法,实现相位独立控制;并针对部分状态变量的不可观测性,构造了状态估计器,并证明了系统的全局稳定性。4)针对MMC-HMGs系统孤岛运行时可能出现的“全黑”状态,研究了系统基于分层思想的黑启动恢复策略,分析了直流子网可控充电过程的Boost串联等效电路,建立了预充电阶段的等效模型,在此基础上设计了网架恢复阶段MMC的启动预充电控制器。5)结合MMC-HMGs系统中交直流微源、储能的动态特性,基于动态相量法建立了系统的状态空间模型,并与电磁暂态模型的仿真结果进行对比分析,验证了动态相量状态空间模型的精确性;将系统状态空间模型线性化得到其小信号模型,以此模型为基础,分析了孤岛系统线路参数及控制参数变化对系统小信号稳定性的影响。
刘乾易[2]（2020）在《电力感应调控滤波理论与应用研究》文中研究表明现代电力系统的发、输、配、用电愈发呈现出交直流混合的形态,如可再生能源发电并网系统、大功率工业直流供电系统等。相比于传统电网,此类电力电子化系统面临着更为复杂与多样的电能质量问题:一方面,各类电能变换装置,如整流器、逆变器、直流变换器等,可为电力用户与公共电网贡献灵活可控的电能输送与分配;另一方面,此类装置之间以及与公共电网间存在的电能质量交互作用问题时刻威胁着电力用户与公用电网的安全与稳定运行,其对电网动态特性的影响也趋于复杂,不仅给电力系统带来了谐波污染、谐波谐振等问题,而且造成电气设备运行效率低、运行性能下降等次生危害。本文基于国家自然科学基金优秀青年科学基金项目“交直流混合电力系统电能优化与控制（51822702）”、面上项目“电力感应调控滤波理论与方法研究（51377001）”和作者主持的湖南省研究生科研创新项目“变压器集成调控滤波系统关键技术研究（CX2018B167）”,围绕“电力感应调控滤波理论与应用”这一主题对交直流混合电力系统电能质量问题开展了一系列研究工作。本文完成的主要研究工作主要包括以下方面。（1）根据湖南、广西和重庆等地的电解锰厂、风电场、光伏电站作为大功率工业直流供电系统和可再生能源发电并网系统的典型应用场景采集得到的大量电能质量实测数据,系统地研究了其主变压器电能质量基本特征和变化规律,并以处理某电解锰厂的过流跳闸问题为例详细介绍了当前电能质量治理方面存在的缺陷与不足之处。（2）提出一种基于概率模型的谐波责任评估方法。基于某电解锰厂实测数据,衡量了锰厂谐波排放对公用电网造成的影响程度。根据连续一周内被测锰厂与电网公共连接点的电压分布规律,采用三种典型概率分布函数对特征停产日的分时段谐波电压概率分布进行拟合,利用K-S检验方法获取拟合优度并辨识出最优拟合函数,建立停产日的背景谐波电压仿真模型。根据该仿真模型对生产日的锰厂在公用电网母线上的谐波责任进行评估。该方法计算简单,能较为有效地确定电力用户对公用电网的谐波责任,为电力用户实施电能质量治理提供前期指导。（3）针对大电流/低电压的大功率工业供电系统,提出电力感应调控滤波方法。通过对变压器绕组的零阻抗设计,使谐波分量在二次绕组之间相互抵消,缩短谐波流通路径;有源滤波器起到对电网与负载之间谐波双向隔离的作用,提升滤波性能。建立电力感应调控滤波系统的三相等效电路模型,获得电网与负载双向谐波源对网侧电流的传递矩阵;揭示了电力感应调控滤波系统独特的滤波机理。值得注意的是,该三相电路分析方法对此类滤波器接入变压器系统具备通用性,能较为准确地获知变压器内部的谐波分布情况。应用电力感应调控滤波系统,能有效改善变压器电气运行环境,降低运行损耗。（4）针对电力感应调控滤波系统运行特性,提出一系列虚拟阻抗综合控制策略。基于双向谐波传递矩阵,探讨了虚拟阻抗相位、幅值与滤波性能之间的相互关系,获得了能实现最优谐波抑制效果的虚拟阻抗相位,据此提出了改进型四象限虚拟阻抗控制策略;根据实施感应滤波的双重零阻抗设计要求,提出一种零阻抗控制策略,使变流器对外模拟出负阻抗特性,提升了滤波器的品质因数;提出一种基于无源控制的谐波补偿电流主动注入式控制策略,该方法能实现对补偿电流的精准控制,且具有较强的鲁棒性。（5）针对谐波污染严重、安装空间受限的环境,提出变压器集成调控滤波系统。建立变压器集成调控滤波系统的三相电磁解耦等效电路模型和数学模型,探讨了集成电抗耦合度、虚拟阻抗和谐波滤除率之间的关系,揭示了互感对滤波性能的影响,说明了集成电抗与感应滤波绕组集成于同一台变压器的可行性和有效性;研制了一台小功率变压器集成调控滤波系统原理样机,介绍实验平台的基本结构,给出系统参数、控制代码和调试要点,探讨并分析了实验结果。（6）针对新能源电站并网工程,设计了两类升压站拓扑结构。提出了基于变压器集成滤波方法的两级电能质量治理层级构架,设计了一类由集成电抗变压器和感应滤波变压器作为核心设备的光伏电站拓扑结构;该层级构架将滤波电抗集成方法和电力感应滤波方法两大核心技术以一、二级滤波站的形式应用于光伏发电并网系统,辅之以配套的有源/无源滤波装置,以实现并网点电能质量的综合提升。通过理论分析说明了该方法具备的抗扰动、谐振风险低、集成度高等优点。根据某包含两台主变压器的两期风电场并网升压站特殊拓扑结构,设计了共用式感应滤波装置以滤除来自两个风电场的谐波分量;该结构具有安装面积小、设备利用率高和滤波性能优于传统方法的特点。建立了该升压站的三相数学模型;在考虑两台主变压器参数对称与不对称的情况下,分别获得了其通用简化电路模型;进一步地,探讨了其滤波机理、运行特性以及实现条件;通过暂态仿真测试和长期实测结果说明了该结构在谐波抑制方面的可行性和有效性。电力感应调控滤波理论与方法深度挖掘了电力变压器的电磁潜能,结合电力电子装置,不仅有效实施了对电网/用户电能质量的双向治理、达成了电力运营商和电力用户双方利益共赢的需求,还从理论上降低了变流器的容量,实现高效低成本滤波。综上,本论文研究在大功率工业直流供电系统电能质量治理和可再生能源发电系统安全高效并网方面具有重要的科学意义和实用价值。
石磊磊[3]（2020）在《电力电子化主动配电网分散谐波电网侧全局协同治理研究》文中研究表明随着含变流器分布式发电和电力电子用电设备大规模渗透到配电网,以及交直流电网转换器、电力电子变压器等电网控制设备迅速发展应用,现代配电网呈现显着的电力电子化趋势。大量电力电子设备的高密度接入使电网的谐波污染日趋严重。电力电子化配电网中单个电力电子设备的谐波发射量虽较为有限,可视为微谐波源,但大量微谐波源的叠加却不容忽视。因而现代配电网谐波污染呈现高密度、分散化、全网化的特点。针对现代配电网电力电子化导致谐波源高密度接入问题,提出一种基于电压检测型有源电力滤波器（Voltage Detection Active Power Filter,VDAPF）的谐波分布式全局优化治理方案,采用全局优化与本地控制相结合的策略实现谐波分布式协同治理。具体内容如下:研究了基于非侵入式负荷监测（Non-intrusive load monitoring,NILM）数据构建台区用电设备运行状态的时间序列马尔科夫链（Markov Chain,MC）的谐波等效建模方法。建立了分散谐波源设备的分类策略以及典型谐波源的谐波Norton等效模型。利用MC模拟的用电设备投切状态以及NILM技术获取的用户设备启停状态辨识数据,建立负荷接入数量动态变化的时序特性模型,并将设备启停时序模型代入谐波Norton等效电路,从而得到台区谐波设备群体向上级电网节点的谐波发射行为模型。研究了VDAPF的实现原理,建立了反映治理强度与谐波电压关系的VDAPF本地运行控制特性。通过分析被控节点谐波电压与控制节点谐波电导治理灵敏度关系,构建了以VDAPF接入点为参考的谐波治理分区算法。根据电网分区治理需要并结合分区谐波灵敏度分析,提出了基于分区灵敏度的VDAPF本地运行控制特性参数选取方法,实现本地在线治理,可有效适应时变污染。提出一种基于VDAPF的电网侧全局分布式治理策略,建立了长时间尺度全局优化与短时间尺度本地运行特征参数设置相结合的多时间尺度分布式协同治理方法。在长时间尺度上,建立以全网各节点电压畸变指标最优为目标的分布式VDAPF运行点优化配置模型,实现全网谐波长时间尺度全局优化。在此基础上,针对配电网谐波的时变性,建立了基于模型预测控制原理短时间尺度滚动优化模型,以修正长时间尺度上谐波预测误差带来的治理偏差,实现治理决策对随机谐波扰动的有效抑制。通过长时间尺度全局优化与短时间尺度在线滚动优化相结合,实现全网多时间尺度分布式协调优化治理。针对全网优化节点维度高不利于全局均衡优化的问题,提出一种基于数据驱动的电能质量观测节点动态选择策略。通过提取配电网中各节点电压谐波信号观测数据的重要特征点,利用互插值寻优算法构建相同时间维数的数组序列。通过灰色关联分析方法计算各节点数据之间的相关性,根据各节点电压信号数据之间的关联度将配电网若干节点集群聚合为一个主导谐波治理观测节点,并依据主导观测节点进行谐波全局优化治理。通过分析主导观测节点的治理效果,验证了观测节点选择方法的合理性,更便于全局谐波均衡治理。
吴杰伟[4]（2020）在《T型三电平储能功率变流器装置研制》文中研究说明构建清洁低碳、安全高效的新一代能源系统是我国能源转型与革命的核心战略目标,为此,国家大力发展各种新能源发电。风电和光伏等新能源具有随机性和波动性,而储能系统可抑制功率波动,提高可再生能源消纳率,同时可为关键负荷提供高质量供电。储能功率变流器（Power Conversion System,PCS）是储能介质与电网或负荷的接口,承担着功率变换的任务,既要实现并网下的充放电控制,也要实现离网下的孤岛运行。为提升PCS的使用效率和改善电网电能质量,研究多目标控制的PCS具有良好的经济价值。因此,PCS的控制策略研究与装置研制对于储能系统的大规模应用具有重要意义。本文以T型三电平PCS为研究对象,主要研究内容如下:（1）阐述了PCS的应用背景;对比了常用的PCS拓扑,选用T型三电平拓扑作为PCS的主电路结构;分析了T型三电平PCS的控制策略研究现状;对国内外PCS相关标准进行了总结。（2）数学模型是建立控制策略的基础。本文分析了T型三电平PCS的工作原理,根据KCL、KVL建立了PCS在三相静止坐标系的数学模型,采用等幅值坐标变换转化到dq同步旋转坐标系下,分别得到了适用于并网和离网的数学模型。（3）调制策略和中点电位平衡是由T型三电平PCS拓扑结构所带来的特殊问题。本文采用基于空间矢量分解的T型三电平空间矢量调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）方法,将三电平参考电压空间矢量分解为一个小矢量与一个等效两电平空间矢量之和,采用两电平SVPWM算法计算矢量作用顺序和时间,然后映射到三电平开关状态,得到三电平SVPWM;分析了大、中、小、零矢量对中点电位的影响,基于电荷量守恒原理,通过调整一个开关周期内的正、负小矢量作用时间实现中点电位平衡。通过仿真对三电平调制与中点电位控制进行了验证。（4）PCS的控制策略是实现其高效运行的关键技术。本文分析了PCS并网下的充放电控制策略、功率控制控制策略,并提出了基于矢量比例积分（Vector Proportional Integral,VPI）控制器的PCS电能质量辅助治理控制策略;在加入电能质量辅助治理时,为防止出现PCS过流停机,提出一种基于电流幅值的容量分配策略;给出了离网下恒压/恒频控制策略以及输出电压不平衡和畸变抑制策略;根据动稳态特性分析设计了虚拟同步机控制策略参数。通过仿真对上述控制策略进行了验证。（5）实物验证是检验控制策略理论有效性的重要途经。本文设计了T型三电平储能变流器硬件参数,详细描述了样机的结构与设计方案,搭建了原理样机,并对上述控制策略进行了实验验证。
周兴达[5]（2020）在《三相四桥臂变流器关键技术研究及在中性点不接地配电网中的多功能应用》文中研究指明三相四桥臂功率变流器的第四桥臂能够对共模或零序分量进行灵活控制,广泛应用于带有零线回路的供电网的有源滤波、不间断电源、以及孤岛模式运行的变流器等场景,较之三相三桥臂变流器通过额外隔离变压器的星型侧中点抽头实现零线的方式具有明显的体积和重量优势。但是相比于三相三桥臂变流器成熟的理论体系,三相四桥臂系统尚有多个理论问题需要深入研究解决:例如,对应于三相三桥臂下的三电平直流侧中性点电位平衡问题,三相四桥臂拓扑的额外桥臂使得原有直流侧中性点电位平衡控制不再适用;又如,对应于三相三桥臂LCL滤波器的有源阻尼方法,三相四桥臂在差模回路之外还具有额外的共模回路,于是就产生了差共模结合下的有源阻尼新问题。本文首先研究解决了三相四桥臂三电平结构直流侧中性点电位平衡问题,然后提出了基于差共模等效电路的三相四桥臂LCL滤波器有源阻尼新方法,最后基于三相四桥臂拓扑的差共模分析方法,本文进一步提出了三相四桥臂变流器在三相三线制中性点不接地中压配电网中的多功能应用新方法,巧妙利用第四桥臂的共模回路控制来进行单相接地故障中接地电流的补偿与消弧,从而实现了多种配网功能在同一台变流器上的解耦和集成。本文的研究可分为以下三个部分:在第二章中,针对三相四桥臂三电平结构直流侧中性点电位平衡问题,本文提出了一种基于四相共模电压注入的新型平衡算法,该算法在每个控制周期内根据交流侧电流和直流侧电压计算出需叠加到各相调制信号上的四相共模电压,从而维持直流侧中性点电位的平衡,该新算法计算流程简单且计算结果准确。同时,本文还首次揭示了数字控制延迟对于三电平直流侧中性点电位产生1/6采样控制频率交流波动的规律,并对此提出了一种基于预测控制的数字延迟补偿方法,完全抑制了数字控制延迟所导致的三电平直流侧中性点电位波动。在第三章中,针对三相四桥臂拓扑下的LCL滤波器有源阻尼问题,本文提出了基于差共模等效电路的LCL滤波器有源阻尼新方法,保证了差模和共模两个LCL等效电路同时实现有效阻尼。对于LCL差模等效电路,本文提出了一种基于逆变侧电流反馈和LCL电容电压前馈的有源阻尼新方法,通过在电容电压前馈通路上增加了一个高通滤波环节,不光可以改善逆变侧电流反馈控制有源阻尼方法对于电网电感的鲁棒性,并且有助于抑制电网电压中的背景谐波。对于LCL共模等效电路,本文首次提出了基于网侧共模电流和LCL共模电容电流反馈的有源阻尼方法,并且对于该有源阻尼方法在1/6采样控制频率处阻尼效果较弱的现象,本文提出了采用陷波器补偿的新方法,以提高LCL共模回路有源阻尼方法对于电网电感的适应性。在第四章中,本文首先研究了三相四桥臂拓扑的差共模分解原理和控制方法,同时将三相四桥臂差共模电路分析方法推广到三相三线制中性点不接地配电网单相接地故障及其有源消弧的分析中,推导出三相四桥臂共模电压与配电网单相接地故障接地点电流的关系,并且提出了以三相四桥臂差模电流补偿无功和不平衡电流,而以三相四桥臂共模电流抑制单相接地故障接地点电流以实现有源消弧的方法,从而首次实现了有源滤波和有源消弧功能在同一台变流器设备上的集成与同步运行。本文还进一步研究了三相四桥臂多功能设备差模与共模电流控制器的设计方法,提出了差共模控制器在不同配电网状态下的工作模式以及模式之间的切换策略。文中提出的所有方法都通过搭建三电平LCL型三相四桥臂实验平台实现了成功的实验验证,而且通过搭建的配网模型低压实验平台,本文提出的新型三相四桥臂多功能设备的运行原理和控制方法也得到了实验验证。总而言之,本文在研究解决了三相四桥臂系统的三电平直流侧中性点平衡与LCL有源阻尼问题的同时,也将其应用拓展到了三相三线制中性点不接地配电网的新领域。
王子赢[6]（2020）在《三相四线制动态电压调节器研制》文中研究表明在三相四线制低压配电网中,由于电力负荷的急剧增加,特别是冲击性、非线性负载容量不断增长,使得电网中出现越来越多的电能质量问题,在这其中电压暂降是发生频率最高的问题之一。目前主要采用固态切换开关（SSTS）、不间断电源（UPS）、串联型动态电压调节器（DVR）三种方法解决,但存在切换速度慢、维护成本高、补偿容量小等问题。本文提出基于超级电容储能的三相四线制并联型动态电压调节器（DVR）方案,重点解决了其他方法补偿速度慢、维护成本高、电压深度跌落或供电短时中断无法补偿等问题。动态电压调节器利用三电平DC/DC变换器对超级电容进行充放电控制,其中变换器工作在Buck模式时,采用单电流环控制向超级电容充电;变换器工作在Boost模式时,采用中间直流侧电压、电感电流双闭环控制。为了解决超级电容零电压充电时的过流问题和DC/AC变流器的最大功率限制问题,提出分阶段充电控制的方法,主要包括滞环限流充电、恒流充电、恒功率充电、小电流补电四种方法。在超级电容的放电控制中,为了实现负载功率突变时的稳定控制,增加占空比前馈,提高控制的动态响应。针对三电平变换器普遍存在的中点电位不平衡问题,在上述控制的基础上增加基于电容电量安秒平衡和输出电压不变的算法,通过计算上、下半桥脉冲占空比分配因子,达到平衡控制的效果。动态电压调节器通过TNPC三电平变流器构成三相四线制电路为负载供电。并网模式下采用直流侧电压、电感电流双闭环解耦控制,实现单位功率因数控制。离网模式下采用输出交流电压、电感电流双闭环PI解耦控制,为了保证输出电压稳定,增加负载电流前馈控制,以提高系统抗扰动能力。针对不平衡负载导致输出电压含有负序分量的问题,采用基于降阶广义积分器的分离方法,分别在dq旋转坐标系对正负序进行分离控制。针对非线性负载导致输出电压畸变的问题,采用电流环多谐振PR控制方法,通过电流环补偿6k（21）1次谐波电流,保证输出电压的畸变在允许范围内。在以上研究的基础上,对DVR整体控制过程进行仿真分析,验证了电路参数计算的正确性和控制策略的可行性。研制了一台三相四线制DVR样机,详细说明了参数计算和主电路器件选择过程,以及控制系统设计方法。基于双核DSP芯片开发了系统的控制软件,充分利用片上硬件资源设计了多处理器并行计算的软件架构。通过DVR样机实验,对各项指标进行测试,验证了上述控制的有效性。
任志伟[7]（2020）在《电网侧储能电站多功能运行控制关键技术研究》文中研究说明分布性、互联性和多样性已成为现代电网的特点,传统的发电、输配电、用电都发生了潜移默化的改变。发电侧风、光等新能源的大量接入,在增加电网可用容量的同时,也增加了电网的复杂程度;输配电侧高压、长距离输电对电网稳定性要求也越来越高;用电侧随着大量新式负荷的加入,使得负荷在电网中从单一的能源消耗演变成多功能电网调节的重要角色。首先大量可再生能源的接入带来电网频率、电压的偏差,其次电力市场用电规则和制度的改变也影响着用电需求侧,况且随着社会经济加速发展、和人们对高质量生活水平不断追求,电力系统所要面临的挑战也越来越多。但电网调频、调压方法相比较而言较为落后,对满足现代电网的调频、调压、调峰的需求有点力不从心,储能并网参与电网调节的方法应运而生。储能给上述问题带来了有效且有前景的解决方案,储能因其自身特性,具有极快速的响应时间和调节精度,在发电、输配电、用电侧等各种场景都可以适用,对现代电网的调频、调压、调峰、黑启动都具有重要意义。本文首先概述了储能系统在电网中的应用情况,以及储能系统几种并网策略的研究现状,简要叙述了储能技术的工作原理和技术特性,建立电网侧储能模型,对储能应用于电网的不同场景进行了说明,随后具体阐述了储能应用于电网侧调频、调峰、调压、黑启动的原理及控制策略。在储能参与电网侧调频应用中,首先介绍了幅频特性分析方法,使用幅频特性方法分析、验证说明了储能能够有效地参与电网侧调频;本文将BP神经网络和传统PID相结合,详细介绍了相关原理和具体的设计过程,该方法具有兼顾电网的动态特性和静态误差的优点。最后在IEEE33电网系统的基础上建立储能调频仿真模型,对比了有无储能系统时系统调频地差别,验证了本文所提的理论。储能参与电网的调峰、调压分别分析了电网的负荷特性和电压特性,接着把基于BP神经网络的PID控制器应用于调峰、调频储能仿真模型中。在储能辅助电网侧黑启动的应用研究中,首先针对不同黑启动电源机组对传统黑启动方案设计进行研究,分析了储能系统容量大小对黑启动的影响。其次,研究了基于储能系统的黑启动方案设计方法,考虑储能系统在不同接入点、相同接入点但恢复路径不同以及不同等级负荷等多种情况下电网的恢复时间和储能系统容量需求,在此基础上提出了多种黑启动方案。最后,针对IEEE30电网系统,仿真验证了以储能系统作为黑启动电源实现电网黑启动的可行性。本文针对储能应用于电网侧调频、调压、调峰、黑启动的研究,使得储能电站得到了功能复用,能够提高储能的利用率,提高电网收益,充分挖掘电网侧储能电站的电网支撑能力,为建立新型电网稳定的运维体系提供参考。
关维德[8]（2019）在《基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统关键问题研究》文中研究指明世界能源需求增长迅速,化石能源终将枯竭,发展风电等可再生能源是世界各国应对能源危机的不二选择。风电是我国战略性新兴产业,研究风力发电相关的理论与技术方法对提高我国风电技术水平具有重要的研究价值和现实意义。近年来,风力发电系统正朝向单机大容量方向发展。如果继续采用传统的690V低电压等级变流系统将造成系统体积大、重量重,不仅制造、运输、安装困难,而且运行与维护成本高。另外,随着风力发电量在电网中的占比逐年提高,风电系统能否安全可靠运行直接影响着电网的安全稳定,用户对风电系统可靠性的要求也越来越高。本文在国家自然科学基金重点项目“多相直驱永磁风力发电变流一体化系统关键基础问题研究（51737004）”和面上项目“中压大功率风电机组直接AC/AC变流并网系统结构与控制技术（51977070）”资助下,将模块化多电平变流器（Modular Multilevel Converter,MMC）与多相永磁电机相结合,提出一种基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统。本文围绕变流系统的拓扑结构、工作机理、运行特性、控制策略、容错运行方法等关键问题和技术进行研究。主要内容有:1)提出了一种基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统新型拓扑结构分析了基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统的拓扑结构特点,阐述系统工作原理,建立系统电路模型。分析了MMC和多相永磁电机的工作特性,研究多相发电机参数对变流系统控制性能的影响,建立系统控制模型。2)提出了基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统的新型控制策略分析了变流系统能量变换的过程,研究了机侧控制策略和网侧控制策略的工作特性,并分析控制策略与控制性能之间的关系。针对机侧变流器,研究控制器特性与系统电流、功率、转矩分配之间的关系以及控制器特性对系统设计的影响,提出了一种均压控制策略,有利于系统机械应力的均衡。针对网侧变流器,研究模型预测控制策略在系统中的应用,提出了一种逆向预测控制策略（Reverse-MPC）,可以提高系统的稳、暂态性能并能降低控制策略的计算复杂度。3)提出了基于飞跨能量通道的MMC子模块电容电压纹波抑制新方法分析MMC子模块电容电压纹波的产生机理和波动特性,通过桥臂耦合电感与飞跨LC电路结合并施加“分布式高频电压+高频电流”来实现MMC子模块电容电压纹波的完全抑制,能够降低子模块电容和桥臂电感的体积、重量和成本。与传统的基于“高频共模电压+高频电流”的纹波抑制方法相比,本方法不产生共模电压,没有EMI问题。4)提出了基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统的新型容错控制方法。分析多相电机某相绕组或变流器个别模块发生故障的情况下变流系统能量传输特性,研究变流系统局部故障下不间断运行控制理论和容错控制方法。针对机侧故障,提出一种故障容错分级控制策略,根据故障轻重等级进行旁路或减载控制,最大限度发挥系统的功率输出能力,提高系统发电效率。针对网侧故障,提出一种故障容错复合控制策略,根据冗余模块耗尽情况,依据相电压恒定原则或线电压恒定原则来修正参考电压矢量,保证系统带故障容错运行,具有深度故障容错能力。综上所述,本文将MMC与多相发电机结合起来,提出一种新型的基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统拓扑结构。与常规低压两电平直驱永磁风力发电变流系统相比,本系统利用MMC和多相电机的模块化和冗余结构特性,可以有效降低定子绕组电流、增大系统单机功率、提升系统电压等级和提高系统容错能力。本系统不需要并网变压器即可直接接入中高压电网,可提高风电变流系统的可靠性和能量转换效率,满足风电系统向单机大容量、高电压等级、高可靠性方向的发展要求,具有一定的理论和实际意义。
何潇[9]（2019）在《基于LCL滤波器的微电网三电平并网变流器研究》文中进行了进一步梳理随着人类社会对能源的需求的持续增长,如何提高对新能源的利用率及其在我们能源结构的渗透率是当下各国学者正在研究和解决的一个重要课题。微电网作为分布式能源结构重要的一种结构,是一种提高新能源利用率的重要技术方向,因而受到了广大学者的关注和研究。然而微电网普遍存在的弱电网特性使其容易受到三相不平衡负荷的影响而产生三相电压不平衡问题,这个问题的产生将对微电网系统内部变流器稳定运行和负荷的正常使用带来一些挑战。因此研究不平衡电网条件下变流器系统控制策略具有重要的意义。本文首先分别对三相三线制和三相四线制系统两种主流拓扑结构在三种坐标系下推导他们的数学模型及其功率约束方程。通过对比分析可知,三相四线制能够在系统电流和功率控制上达到更好的控制效果。此外,并网滤波器作为变流器系统重要的组成部分,本文分析了几种常见的并网滤波器特性,对比分析可知LCL并网变流器在滤波性能和控制稳定性上是综合最优的。提出了一套计算LCL并网滤波器参数的计算步骤,并研究了基于电容电流比例反馈的阻尼控制策略。针对本文要解决的问题定义了三种控制目标,确定了一种基于LCL并网滤波器的三相四线制三电平并网变流器整体解决方案。推导了不同目标下不同的指令电流计算策略,并采用PR控制器外环和电容电流比例反馈内环在两相静止坐标系下实现对指令电流的跟踪。通过MATLAB/Simulink仿真表明,本文所设计的系统能够实现定义的所有控制目标,对提高系统在微电网不平衡条件下的稳定性运行和电能质量控制方面具有重要的参考意义。最后本文从实现系统控制性能并考虑安全性、通用性角度出发,对系统硬件和软件方面进行了顶层设计,并给出了主要电路结构图和程序流程图。
李东野[10]（2019）在《MMC型电力电子变压器的关键技术研究》文中研究表明随着经济的快速发展,电力供应需求不断加大,可再生能源的装机容量不断增多,这些都对电力系统的稳定性和电能质量都提出了更高的要求。而能源互联网是进一步实现可再生能源高效利用和改善电网电能质量的有效方案,其中,电力电子变压器（Power Electronic Transformer,PET）是能量管理的执行设备。与常规电力变压器不同,电力电子变压器不仅要能实现变压、隔离和能量转换,还要有很高的灵活度以实现不同的控制目标。因此,电力电子变压器相关技术的发展有着十分重要的经济和社会价值。本论文分析了基于模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter,MMC）的四端口PET工作原理并建立了数学模型,围绕其关键技术,在拓扑结构,直流故障保护,多模块电压测量和降低软硬件复杂度等多个方面做出了研究,主要工作和成果如下:1)针对四端口MMC型电力电子变压器在中高压直流网络中应用时可能出现的直流短路故障问题,以加快故障清除速度和降低重启难度为优化目标,综合现有技术优点,提出了增强直流故障穿越能力的改进拓扑,并进一步提出了该拓扑在不同电压等级和模块数量情况下的快速预充电方案。2)提出了降低硬件复杂度的改进拓扑结构。针对四端口MMC型电力电子变压器基本拓扑结构所需开关器件及其辅助电路数量较多的情况,一方面通过改进子模块结构来降低所需双向主动全桥（Dual Active Bridge,DAB）的开关器件。另一方面,利用MMC子模块和DAB前级的开关器件来共同实现直流故障穿越功能以提高开关器件利用率和减少新增开关器件,从而得到结构更为简洁和紧凑的拓扑结构。该结构不仅降低了硬件复杂度,而且进一步降低了控制复杂度。3)提出了适用于不同拓扑结构的多模块电压测量技术。为降低因采用模块化多电平结构所带来的子模块直流电压测量硬件数量和复杂度问题,在分析MMC桥臂交流侧电压变化规律的基础上,通过合理配置传感器和充分利用采样值,提出针对不同拓扑结构的多模块电压测量技术,从而尽可能地使用较少的传感器得到较为精确的子模块电压值。对于可能出现的所需电压传感器带宽和测量范围的限制问题,还提出了相应的分组测量方法。4)优化了MMC型电力电子变压器的控制策略。分别对MMC和多DAB输出并联系统的控制策略进行了分析和研究。对比了子模块电容电压平衡控制分别在MMC和多DAB输出并联系统中实现的特点。提出了在多DAB输出并联系统中实现电压平衡的MMC型PET整体控制策略。该策略可减少所需的测量量,降低了控制复杂度,并且为MMC型PET在不同工况下的功率协调控制提供了研究基础。最后对所提出的MMC型电力电子变压器设计了实验样机,介绍了控制系统的设计思路和功能实现方案,并且使用样机进行了整体控制策略的低压实验验证。
二、一种适合于三相多功能变流系统的控制策略（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种适合于三相多功能变流系统的控制策略（论文提纲范文）
（1）基于MMC的交直流混合型微电网孤岛运行控制与稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 交直流混合微电网国内外研究现状 |
| 1.2.2 互联双向变流器的研究现状 |
| 1.2.3 MMC的研究及应用现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第2章 MMC-HMGs系统拓扑结构及功率传递特性 |
| 2.1 MMC-HMGs系统的拓扑结构 |
| 2.2 MMC-HMGs系统运行模态及功率传递特性分析 |
| 2.2.1 MMC-HMGs系统的孤岛运行模态 |
| 2.2.2 MMC的功率传递特性分析 |
| 2.3 MMC的控制功能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 MMC-HMGs的虚拟同步电机控制 |
| 3.1 MMC-HMGs的虚拟同步电机模型 |
| 3.1.1 MMC-HMGs的能量动力学模型 |
| 3.1.2 交直流子网统一电压-频率控制器设计 |
| 3.1.3 MMC的桥臂电流控制器设计 |
| 3.2 虚拟同步电机控制仿真验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于PCH模型的无源化控制方法 |
| 4.1 MMC-HMGs的 PCH模型 |
| 4.1.1 MMC的时域模型 |
| 4.1.2 MMC的端口受控哈密顿模型 |
| 4.1.3 MMC-HMGs系统的无源性 |
| 4.2 IDA-PBC控制器的设计 |
| 4.3 MMC-HMGs系统的稳定性 |
| 4.4 稳态信号估计器设计 |
| 4.5 仿真验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 MMC-HMGs系统的启动预充电控制 |
| 5.1 MMC-HMGs的启动预充电总体方案 |
| 5.2 MMC-HMGs联网运行模式下的预充电 |
| 5.3 MMC-HMGs系统的黑启动 |
| 5.4 MMC-HMGs孤岛预充电控制 |
| 5.4.1 预充电过程分析 |
| 5.4.2 直流子网可控预充电模型的建立 |
| 5.5 预充电控制的仿真验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 MMC-HMGs系统建模与小信号稳定性分析 |
| 6.1 微电网系统建模方法概述 |
| 6.1.1 状态空间平均法 |
| 6.1.2 动态相量法 |
| 6.2 MMC-HMGs系统动态相量建模 |
| 6.2.1 交流子网动态相量建模 |
| 6.2.2 直流子网建模 |
| 6.2.3 互联变流器MMC动态相量模型 |
| 6.3 系统小信号建模 |
| 6.3.1 特征值分析法 |
| 6.3.2 互联变流器小信号模型 |
| 6.3.3 MMC-HMGs 系统小信号模型 |
| 6.4 MMC-HMGs系统小信号稳定性分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所承担的科研项目与主要成果 |
（2）电力感应调控滤波理论与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 工业电力系统电能质量问题 |
| 1.1.1 大功率工业直流供电系统 |
| 1.1.2 新能源并网系统 |
| 1.2 工业电力系统电能质量治理技术现状 |
| 1.2.1 无源滤波方法 |
| 1.2.2 有源滤波方法 |
| 1.2.3 基于变压器滤波方法 |
| 1.2.4 电力感应滤波方法 |
| 1.3 本文的研究目的与意义 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 工业整流系统谐波问题研究 |
| 2.1 背景谐波模型 |
| 2.1.1 测量背景 |
| 2.1.2 实测数据分析 |
| 2.1.3 概率分布特性 |
| 2.1.4 背景谐波电压概率分布模型 |
| 2.1.5 背景谐波电压幅值仿真 |
| 2.2 谐波责任评估 |
| 2.2.1 谐波责任 |
| 2.2.2 基于叠加法则的谐波责任评估方法 |
| 2.2.3 仿真结果 |
| 2.3 工业应用电能质量问题案例分析 |
| 2.3.1 被测工厂供电背景 |
| 2.3.2 测量结果分析 |
| 2.3.3 电能质量问题案例分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电力感应调控滤波系统运行特性研究 |
| 3.1 系统拓扑 |
| 3.2 数学模型及谐波传递特性 |
| 3.2.1 基本电流关系 |
| 3.2.2 谐波域数学模型 |
| 3.3 滤波特性分析 |
| 3.3.1 滤波机理 |
| 3.3.2 评价指标 |
| 3.3.3 滤波性能探究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电力感应调控滤波系统控制策略研究 |
| 4.1 四象限虚拟阻抗综合控制策略设计 |
| 4.1.1 控制策略简述 |
| 4.1.2 四象限虚拟阻抗控制性能探讨 |
| 4.1.3 实验验证 |
| 4.2 零阻抗综合控制策略设计 |
| 4.2.1 零阻抗控制 |
| 4.2.2 实验验证 |
| 4.3 无源控制策略设计 |
| 4.3.1 系统拓扑 |
| 4.3.2 滤波系统数学建模 |
| 4.3.3 滤波系统无源控制设计 |
| 4.3.4 仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 变压器集成调控滤波系统性能分析及其设计方法研究 |
| 5.1 滤波系统简述 |
| 5.1.1 变压器集成调控滤波系统拓扑 |
| 5.1.2 集成滤波电抗型感应滤波变压器 |
| 5.2 工作机理分析 |
| 5.2.1 电磁解耦建模 |
| 5.2.2 滤波性能分析 |
| 5.3 系统设计 |
| 5.3.1 控制策略 |
| 5.3.2 变压器零阻抗设计 |
| 5.3.3 解耦绕组设计 |
| 5.4 实验平台研发 |
| 5.4.1 样机简介 |
| 5.4.2 控制实现 |
| 5.4.3 仿真测试 |
| 5.4.4 实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 新能源并网电能质量治理工程实践研究 |
| 6.1 光伏电站应用:变压器集成滤波方法 |
| 6.1.1 光伏电站层级构架 |
| 6.1.2 集成滤波箱式变压器 |
| 6.1.3 感应滤波并网变压器 |
| 6.1.4 工程实施与测试结果 |
| 6.1.5 探讨 |
| 6.2 风电场应用:带共用式滤波器的并联运行感应滤波变压器 |
| 6.2.1 风电场背景介绍 |
| 6.2.2 带共用式滤波器的并联运行感应滤波变压器建模 |
| 6.2.3 滤波特性分析 |
| 6.2.4 仿真分析 |
| 6.2.5 现场测试 |
| 6.2.6 探讨 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 研究生学习期间所发表的主要学术论文目录 |
| 附录 B 研究生学习期间申请的专利与软着 |
| 附录 C 研究生学习期间承担的主要科研项目 |
| 附录 D 研究生学习期间所获荣誉 |
| 附录 E 研究生学习期间所参加科研竞赛 |
（3）电力电子化主动配电网分散谐波电网侧全局协同治理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 电力系统谐波问题概述 |
| 1.2.1 谐波的危害 |
| 1.2.2 谐波的治理方法 |
| 1.2.3 传统电流检测型APF的工作原理 |
| 1.3 电能质量治理方法研究现状 |
| 1.3.1 新能源电网电能质量污染分析 |
| 1.3.2 电能质量治理技术研究现状 |
| 1.3.3 电能质量治理设备配置技术 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 分散谐波源的台区群体发射水平建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 台区电力电子化谐波源的聚类与等效处理 |
| 2.2.1 谐波设备的分类特征构建 |
| 2.2.2 负荷设备谐波特性的聚类方法 |
| 2.2.3 聚类中心设备的谐波诺顿模型 |
| 2.3 基于非侵入式监测的用电行为马尔科夫建模 |
| 2.3.1 设备启停状态的NILM监测与表征 |
| 2.3.2 用户集群设备启停行为的MC建模 |
| 2.3.3 群体谐波发射水平的估计 |
| 2.4 台区谐波发射水平动态评估流程 |
| 2.5 算例分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 VDAPF分布式治理系统及其本地运行特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 VDAPF的实现原理 |
| 3.2.1 VDAPF的本地运行调节特性 |
| 3.2.2 VDAPF本地运行特性参数的设置 |
| 3.3 电力电子化配电网分布式谐波治理系统 |
| 3.3.1 配电网分散谐波的治理方案对比 |
| 3.3.2 分布式谐波治理系统框架 |
| 3.3.3 基于VDAPF的多时间尺度谐波治理方案 |
| 3.3.4 谐波治理灵敏度分析的分区方法 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 电力电子化配电网多时间尺度谐波协调优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 长时间尺度配电网分散谐波全局优化治理 |
| 4.2.1 电力电子化配电网谐波等值电路 |
| 4.2.2 全局优化目标函数 |
| 4.2.3 全局优化约束条件 |
| 4.2.4 基于改进PSO的全局优化模型求解 |
| 4.3 基于模型预测控制的短时间尺度谐波优化治理 |
| 4.3.1 谐波模型预测环节 |
| 4.3.2 谐波治理的滚动优化 |
| 4.3.3 治理方案的反馈校正 |
| 4.4 算例分析 |
| 4.4.1 算例参数设置 |
| 4.4.2 分布式VDAPF长时间尺度全局优化结果 |
| 4.4.3 分布式VDAPF分区治理与分散式治理方式对比分析 |
| 4.4.4 基于模型预测控制的配电网短时间尺度协调优化 |
| 4.4.5 多时间尺度协调优化与全局优化结果的对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 参与谐波优化治理的观测节点选取方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电能质量数据时间序列特征点处理 |
| 5.2.1 时间序列分段线性模式表示 |
| 5.2.2 分段序列互插值寻优 |
| 5.3 电压畸变观测节点动态选择策略 |
| 5.3.1 电压信号时间序列关联分析 |
| 5.3.2 电压畸变观测节点动态选择方法 |
| 5.4 算例分析 |
| 5.4.1 仿真模型分析 |
| 5.4.2 数据驱动的观测节点选取结果 |
| 5.4.3 基于观测节点的优化治理结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）T型三电平储能功率变流器装置研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 PCS拓扑结构 |
| 1.2.2 PCS控制策略 |
| 1.3 相关标准 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 T型三电平储能功率变流器建模 |
| 2.1 T型三电平PCS工作原理 |
| 2.2 T型三电平PCS数学模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 T型三电平储能功率变流器调制策略 |
| 3.1 空间矢量调制策略原理 |
| 3.1.1 三电平空间电压矢量及分类 |
| 3.1.2 三电平SVPWM调制 |
| 3.2 中点电位平衡控制 |
| 3.3 仿真验证 |
| 3.3.1 SVPWM调制策略验证 |
| 3.3.2 中点电位平衡控制策略验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 T型三电平储能功率变流器控制策略 |
| 4.1 有功无功解耦控制 |
| 4.2 并网多目标控制策略 |
| 4.2.1 放电控制 |
| 4.2.2 充电控制 |
| 4.2.3 电能质量治理 |
| 4.2.4 容量分配策略 |
| 4.3 离网电压质量综合控制策略 |
| 4.3.1 基波正序电压控制 |
| 4.3.2 离网电压不平衡补偿与畸变抑制 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.4.1 并网多目标控制仿真 |
| 4.4.2 离网电压质量综合控制策略仿真验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 虚拟同步机控制策略 |
| 5.1 虚拟同步发电机基本原理 |
| 5.2 虚拟同步机输出阻抗 |
| 5.3 VSG动态小信号模型 |
| 5.4 功率环分析与参数设计 |
| 5.5 考虑储能响应的VSG参数限制条件 |
| 5.6 仿真结果 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 样机与实验 |
| 6.1 样机设计与参数计算 |
| 6.1.1 样机硬件结构 |
| 6.1.2 主电路参数设计 |
| 6.2 控制系统与通讯 |
| 6.2.1 控制系统设计 |
| 6.2.2 通信设计 |
| 6.3 实验结果 |
| 6.3.1 调制与开环实验 |
| 6.3.2 并网实验 |
| 6.3.3 离网实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（5）三相四桥臂变流器关键技术研究及在中性点不接地配电网中的多功能应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 三相四桥臂拓扑关键技术问题 |
| 1.1.2 三相四桥臂拓扑在三相三线配电网中的多功能复用 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三相四桥臂拓扑应用与研究现状 |
| 1.2.2 三电平直流侧中性点电位平衡算法研究现状 |
| 1.2.3 LCL滤波器阻尼方法研究现状 |
| 1.2.4 配电网单相接地故障抑制方法研究现状 |
| 1.3 研究的主要内容 |
| 2 三相四桥臂三电平拓扑直流侧中性点电位平衡算法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三相四桥臂三电平拓扑直流侧中性点电位平衡算法 |
| 2.2.1 直流侧中性点电位数学模型 |
| 2.2.2 直流侧中性点电位平衡算法 |
| 2.2.3 仿真与实验验证 |
| 2.3 数字延迟对平衡算法的影响及补偿方法 |
| 2.3.1 三电平中性点电位平衡算法的离散域建模 |
| 2.3.2 数字延迟对于三电平中性点电位平衡算法的影响 |
| 2.3.3 基于预测控制的平衡算法数字延迟补偿方法 |
| 2.3.4 仿真与实验验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 三相四桥臂LCL滤波器有源阻尼研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三相四桥臂拓扑LCL滤波器差共模等效电路分解模型 |
| 3.3 基于逆变侧电流反馈的LCL差模电路有源阻尼方法 |
| 3.3.1 逆变侧电流反馈有源阻尼数学模型 |
| 3.3.2 逆变侧电流反馈电容电压前馈控制的稳定性分析 |
| 3.3.3 高通滤波器参数的优化设计方法 |
| 3.3.4 逆变侧电流反馈控制对于电网电压谐波的抑制 |
| 3.3.5 仿真与实验验证 |
| 3.4 基于共模电容电流反馈的LCL共模电路有源阻尼方法 |
| 3.4.1 共模电容电流反馈有源阻尼数学模型 |
| 3.4.2 共模电容电流最优反馈系数选取 |
| 3.4.3 共模电流控制器的设计 |
| 3.4.4 仿真与实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 三相四桥臂差共模控制及其中性点不接地配网多功能应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 配电网单相接地故障分析 |
| 4.3 三相四桥臂拓扑差共模控制与配网多功能应用新方法 |
| 4.3.1 无功与不平衡电流的差模控制 |
| 4.3.2 新型单相接地故障抑制的共模控制方法 |
| 4.3.3 多功能同时运行的差共模控制 |
| 4.4 基于三相四桥臂拓扑的多功能控制器设计 |
| 4.4.1 用于无功补偿和不平衡补偿的差模控制器设计 |
| 4.4.2 用于单相接地故障抑制的共模控制器设计 |
| 4.5 仿真与实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（6）三相四线制动态电压调节器研制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 电压暂降治理方案研究现状 |
| 1.3 三相四线制DVR拓扑结构 |
| 1.3.1 DC/AC逆变器拓扑 |
| 1.3.2 DC/DC变换器拓扑 |
| 1.4 本文的研究工作 |
| 2 三电平直流变换器控制策略 |
| 2.1 三电平直流变换器工作原理分析 |
| 2.2 超级电容充电控制 |
| 2.2.1 超级电容分段充电控制策略 |
| 2.2.2 仿真与实验结果分析 |
| 2.3 超级电容放电控制 |
| 2.3.1 双闭环电压控制策略分析 |
| 2.3.2 仿真与实验结果分析 |
| 2.4 中点电位平衡控制 |
| 2.4.1 中点电位不平衡的原因 |
| 2.4.2 中点电位平衡控制策略 |
| 2.4.3 仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 三电平TNPC变流器控制策略 |
| 3.1 TNPC变流器工作原理 |
| 3.2 并网工况电压控制 |
| 3.2.1 TNPC整流器数学模型 |
| 3.2.2 双闭环电压控制分析 |
| 3.2.3 仿真及实验结果 |
| 3.3 离网工况电压控制 |
| 3.3.1 TNPC逆变器数学模型 |
| 3.3.2 平衡负载的控制方法 |
| 3.3.3 仿真及实验结果 |
| 3.4 异常工况电压控制 |
| 3.4.1 不平衡负载的控制方法 |
| 3.4.2 非线性负载的控制方法 |
| 3.4.3 仿真及实验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 DVR工程设计及样机实验 |
| 4.1 主电路器件参数计算与选型 |
| 4.1.1 超级电容选型 |
| 4.1.2 中间直流侧电容参数计算 |
| 4.1.3 LCL滤波电路参数计算 |
| 4.1.4 开关器件选型 |
| 4.2 控制系统设计 |
| 4.2.1 控制电路设计 |
| 4.2.2 控制系统软件设计 |
| 4.2.3 DVR系统工作模式 |
| 4.3 DVR仿真分析 |
| 4.4 DVR样机实验 |
| 4.4.1 实验平台 |
| 4.4.2 并网模式实验 |
| 4.4.3 离网模式实验 |
| 4.4.4 整机实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）电网侧储能电站多功能运行控制关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 储能参与电网辅助现状 |
| 1.2.2 电池储能电站发展现状 |
| 1.2.3 储能变流器的控制方式 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 电网侧储能系统概述 |
| 2.1 电池储能系统概述 |
| 2.1.1 储能电池的工作原理及特性 |
| 2.1.2 储能电池系统的基本结构 |
| 2.2 储能电池并网的控制 |
| 2.2.1 逆变器的拓扑结构 |
| 2.2.2 PWM逆变器的控制器设计 |
| 2.2.3 储能系统LCL滤波器的设计 |
| 2.3 电网侧储能系统多功能的控制策略 |
| 2.3.1 储能电站多功能的必要性分析 |
| 2.3.2 电网侧储能电站多功能集成方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电网侧储能系统参与调频控制策略 |
| 3.1 电网幅频特性分析 |
| 3.1.1 电网调频原理 |
| 3.1.2 储能电池在电网调频中的作用 |
| 3.1.3 含储能电网的数学建模 |
| 3.1.4 幅频特性分析方法 |
| 3.2 调频控制策略 |
| 3.2.1 基于PID的调频控制策略 |
| 3.2.2 储能调频控制策略中PID的设计 |
| 3.2.3 考虑SOC的储能系统出力设定 |
| 3.3 仿真结果分析 |
| 3.3.1 模型建立及参数设置 |
| 3.3.3 仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 电网侧储能系统参与调峰控制策略 |
| 4.1 电网调峰需求分析 |
| 4.1.1 负荷特性概念 |
| 4.1.2 负荷特性对电网的影响 |
| 4.1.3 电力负荷特性指标 |
| 4.1.4 电网调峰需求分析 |
| 4.1.5 储能在电网调峰中的作用 |
| 4.1.6 电网的负荷负荷数学模型 |
| 4.2 储能参与电网调峰控制策略 |
| 4.3 仿真结果分析 |
| 4.3.1 单储能系统并网 |
| 4.3.2 双储能系统并网 |
| 4.3.3 多储能系统并网 |
| 4.3.4 考虑SOC的负荷曲线 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 电网侧储能系统参与调压控制策略 |
| 5.1 电网的电压分布特性 |
| 5.1.1 配电网电压特性现状 |
| 5.1.2 配电网电压损耗原理 |
| 5.1.3 配电网的无功潮流和电压分布原理 |
| 5.1.4 配电网的调压原理 |
| 5.2 模型建立及参数设置 |
| 5.2.1 电网模型 |
| 5.2.2 储能系统仿真模型 |
| 5.3 调压控制策略 |
| 5.4 仿真及结果分析 |
| 5.4.1 传统电网运行电压特性仿真 |
| 5.4.2 含储能的电网电压特性仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 电网侧储能系统参与黑启动方案设计 |
| 6.1 传统黑启动方案设计 |
| 6.1.1 传统黑启动方案设计流程 |
| 6.1.2 传统黑启动方案 |
| 6.2 电池储能系统容量对配电网黑启动影响 |
| 6.2.1 影响电池储能系统容量配置的因素分析 |
| 6.2.2 电池储能系统的容量配置方法 |
| 6.2.3 电池储能系统作为配电网黑启动电源的可行性分析 |
| 6.3 储能系统在不同接入点的配电网黑启动方案设计 |
| 6.3.1 储能系统在2 号节点接入的黑启动方案 |
| 6.3.2 储能系统在3 号节点接入的黑启动方案 |
| 6.3.3 储能系统在10 号节点接入的黑启动方案 |
| 6.4 考虑负荷重要性的黑启动方案设计 |
| 6.4.1 优先恢复一级负荷黑启动方案 |
| 6.4.2 优先恢复一级负荷和二级负荷黑启动方案 |
| 6.4.3 优先恢复一级、二级及三级负荷黑启动方案 |
| 6.5 黑启动仿真研究 |
| 6.5.1 传统黑启动仿真 |
| 6.5.2 储能系统作为黑启动电源仿真 |
| 6.5.3 黑启动仿真结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读博士/硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 4 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
（8）基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统关键问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 风力发电系统研究现状与发展趋势 |
| 1.2.2 模块化多电平变流器研究现状与发展趋势 |
| 1.2.3 多相永磁发电机研究现状与发展趋势 |
| 1.3 论文的主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传统直驱永磁风力发电系统 |
| 2.3 基于MMC的多相直驱永磁风力发电系统 |
| 2.3.1 拓扑结构 |
| 2.3.2 多相永磁发电机模型 |
| 2.3.3 机侧变流器模型 |
| 2.3.4 网侧变流器模型 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统控制策略 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统机侧控制策略 |
| 3.2.1 传统均流优先控制模式 |
| 3.2.2 新型均压优先控制模式 |
| 3.2.3 仿真分析 |
| 3.3 基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统网侧控制策略 |
| 3.3.1 传统预测控制策略 |
| 3.3.2 新型逆向预测控制策略 |
| 3.3.3 仿真分析 |
| 3.3.4 实验分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统电容纹波抑制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MMC电容纹波电压分析 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 电容电压波动特性 |
| 4.3 MMC电容纹波电压抑制策略 |
| 4.3.1 传统基于共模电压注入的纹波抑制方法 |
| 4.3.2 新型基于飞跨能量通道的纹波抑制方法 |
| 4.4 仿真研究 |
| 4.5 实验研究 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统故障容错控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机侧故障容错优化控制策略 |
| 5.2.1 故障分析 |
| 5.2.2 重度故障容错控制 |
| 5.2.3 轻度故障容错控制 |
| 5.2.4 仿真分析 |
| 5.3 网侧故障容错优化控制策略 |
| 5.3.1 故障分析 |
| 5.3.2 冗余模块未耗尽时的容错控制方法 |
| 5.3.3 冗余模块耗尽时的容错控制方法 |
| 5.3.4 仿真分析 |
| 5.3.5 实验分析 |
| 5.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录B 攻读学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（9）基于LCL滤波器的微电网三电平并网变流器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.1.1 微电网与并网变流器介绍 |
| 1.1.2 三相系统不平衡对电网的影响及本文研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 并网变流器拓扑结构研究现状 |
| 1.2.2 并网变流器控制策略研究现状 |
| 1.3 本文研究内容与章节安排 |
| 第2章 基于LCL滤波器的并网变流器拓扑结构分析 |
| 2.1 不平衡系统下的对称分量分析法 |
| 2.1.1 对称分量法的数学模型 |
| 2.1.2 基于二阶广义积分器移相的对称分量检测算法 |
| 2.2 三相三线制并网变流器拓扑结构及数学模型 |
| 2.2.1 三相三线制并网变流器拓扑结构 |
| 2.2.2 三相三线制并网变流器数学模型 |
| 2.3 三相四线制并网变流器拓扑结构及数学模型 |
| 2.3.1 三相四线制并网变流器拓扑结构 |
| 2.3.2 三相四线制并网变流器数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 并网变流器的功率特性及其控制策略研究 |
| 3.1 不平衡系统下三相四线制并网变流器功率控制特性分析 |
| 3.1.1 三相三线制系统功率特性分析 |
| 3.1.2 零序功率分析与计算 |
| 3.1.3 三相四线制系统功率特性分析 |
| 3.1.4 不平衡电网条件下指令电流的计算以及系统响应分析 |
| 3.2 变流器补偿不平衡负载电流和滤波的控制策略研究 |
| 3.2.1 指令信号反馈位置变化 |
| 3.2.2 补偿不平衡负载电流和谐波电流时指令电流的计算 |
| 3.3 两相静止坐标系下指令电流的控制策略研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 LCL滤波器参数计算及其阻尼控制策略研究 |
| 4.1 并网滤波器的选择 |
| 4.2 三相四线制下LCL滤波器的参数计算 |
| 4.2.1 并网电流质量标准与SVPWM调制算法下输出电压频谱特性 |
| 4.2.2 LCL滤波器参数计算 |
| 4.3 LCL并网滤波器阻尼控制策略研究 |
| 4.3.1 LCL滤波器无源阻尼策略研究 |
| 4.3.2 LCL滤波器有源阻尼策略研究 |
| 4.3.3 基于电容电流比例反馈的有源阻尼控制策略研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 系统仿真与设计 |
| 5.1 系统仿真模型设计 |
| 5.1.1 系统参数指标定义 |
| 5.1.2 仿真模型搭建 |
| 5.2 仿真结果验证 |
| 5.3 系统实验平台设计 |
| 5.3.1 硬件系统的设计 |
| 5.3.2 软件系统的设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（10）MMC型电力电子变压器的关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电力电子变压器的拓扑结构 |
| 1.2.2 直流短路故障的应对方案 |
| 1.2.3 MMC多模块电压测量技术 |
| 1.3 本文研究定位和待解决的关键技术 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 具有直流故障穿越能力的MMC型PET拓扑结构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 MMC型PET的基本拓扑及工作原理 |
| 2.2.1 四端口MMC型PET的基本拓扑结构 |
| 2.2.2 MMC工作原理及数学模型 |
| 2.2.3 DAB的工作原理及数学模型 |
| 2.3 直流短路故障分析 |
| 2.4 具有增强型直流故障穿越能力的改进拓扑及其快速预充电策略 |
| 2.4.1 拓扑结构 |
| 2.4.2 直流故障穿越机理及对比分析 |
| 2.4.3 快速预充电策略和电阻配置 |
| 2.5 具有直流故障穿越能力的紧凑型改进拓扑 |
| 2.6 仿真和实验研究 |
| 2.6.1 三种拓扑的直流故障穿越能力 |
| 2.6.2 三种拓扑的预充电速度比较 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 MMC型PET的多模块直流电压测量技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于采样时刻分类的多模块电压测量技术 |
| 3.2.1 工作原理 |
| 3.2.2 考虑子模块中的直流侧负载在电压估计中的影响 |
| 3.2.3 SIC-MT在较高电压等级下的应用 |
| 3.3 基于主从结构的多模块电压测量技术 |
| 3.3.1 工作原理 |
| 3.3.2 考虑直流侧负载的能量消耗对电压估计的影响 |
| 3.3.3 在预充电和直流故障穿越中的应用 |
| 3.4 仿真和试验研究 |
| 3.4.1 SIC-MT的仿真和实验 |
| 3.4.2 MS-MT的仿真和实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 MMC型电力电子变压器的控制策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MMC控制策略 |
| 4.2.1 MMC子模块电容电压平衡控制策略 |
| 4.2.2 MMC环流抑制控制策略 |
| 4.2.3 MMC整体控制策略 |
| 4.3 DAB控制策略 |
| 4.3.1 单DAB控制策略及其实现软开关的条件 |
| 4.3.2 多DAB输出并联控制策略 |
| 4.4 MMC型PET的整体控制策略 |
| 4.5 仿真与试验研究 |
| 4.5.1 MMC控制策略仿真 |
| 4.5.2 DAB控制策略仿真 |
| 4.5.3 整体MMC型PET控制策略仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 MMC型PET的样机设计与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 主电路参数设计 |
| 5.2.1 MMC桥臂电感设计 |
| 5.2.2 MMC子模块直流侧电容设计 |
| 5.2.3 中频变压器设计 |
| 5.3 控制系统设计 |
| 5.3.1 主控制系统 |
| 5.3.2 底层子模块控制系统 |
| 5.4 MMC型PET样机实验验证 |
| 5.4.1 样机实现 |
| 5.4.2 试验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 工作总结与前景展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 有待进一步开展的工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间取得的学术成果 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 攻读博士期间的专利 |
| 攻读博士期间参与的项目 |
四、一种适合于三相多功能变流系统的控制策略（论文参考文献）
- [1]基于MMC的交直流混合型微电网孤岛运行控制与稳定性分析[D]. 李晓英. 兰州理工大学, 2021(01)
- [2]电力感应调控滤波理论与应用研究[D]. 刘乾易. 湖南大学, 2020
- [3]电力电子化主动配电网分散谐波电网侧全局协同治理研究[D]. 石磊磊. 燕山大学, 2020(07)
- [4]T型三电平储能功率变流器装置研制[D]. 吴杰伟. 北方工业大学, 2020(02)
- [5]三相四桥臂变流器关键技术研究及在中性点不接地配电网中的多功能应用[D]. 周兴达. 重庆大学, 2020(02)
- [6]三相四线制动态电压调节器研制[D]. 王子赢. 北京交通大学, 2020(03)
- [7]电网侧储能电站多功能运行控制关键技术研究[D]. 任志伟. 浙江工业大学, 2020(08)
- [8]基于MMC的多相直驱永磁风力发电变流系统关键问题研究[D]. 关维德. 湖南大学, 2019
- [9]基于LCL滤波器的微电网三电平并网变流器研究[D]. 何潇. 湖北工业大学, 2019(09)
- [10]MMC型电力电子变压器的关键技术研究[D]. 李东野. 东南大学, 2019(05)