原文传递
基于MMC的同相供电实验系统研究
| 论文题名： | 基于MMC的同相供电实验系统研究 |
| 关键词： | 机车工程;供电系统;同相补偿装置;模块化多电平变流器;环流抑制;能量互馈 |
| 摘要： | 既有电气化铁路牵引供电系统存在电分相和以负序、无功、谐波为主的电能质量问题，制约了我国高速铁路和重载铁路的发展。同相供电技术的应用可以改善牵引供电系统电能质量，减少电分相。与现有的同相补偿装置相比，采用模块化多电平变流器(MMC)的同相补偿装置易实现高压大功率，可直挂于牵引母线，省去牵引匹配变压器，减小同相补偿装置体积，降低成本。因此，本文针对基于MMC的同相供电系统关键技术和测试实验平台开展研究。 基于MMC的组合式同相供电系统结构和同相补偿原理研究。从工程实际出发，对比了两桥臂和四桥臂MMC交直交变流器结构。四桥臂结构最小直流电压只需两桥臂结构一半左右，直流侧不需要支撑电容，相比两桥臂具有优势。 MMC拓扑结构和工作原理研究。研究了MMC背靠背变流器环流特性。其中，有功环流分量和无功环流分量与系统传输功率有关，无法通过控制方法消除;电容均压环流分量和相间环流分量都因电容电压不均衡产生，可以采取控制策略进行抑制。 MMC变流器调制方式和控制策略研究。采用子模块电容平衡控制策略和基于PR调节器的环流抑制策略，对环流进行控制，并通过仿真验证控制策略的有效性。采用将有功、无功、谐波分离的方法，实时检测补偿指令电流。设计了适合于MMC同相补偿装置的载波移相脉宽调制方式(CPS-SPWM)和瞬态电流控制策略。 MMC同相供电系统仿真。根据课题同相供电实验平台技术要求，计算了MMC变流器主电路器件参数。并在MATLAB/simulink仿真平台下建立了同相供电牵引变电所仿真模型，分别对交直交型电力机车的牵引、负载突变、再生制动工况以及含无功、谐波的交直型机车的同相牵引供电系统进行了仿真，验证了参数选取的正确性和控制方法的有效性。 MMC同相供电测试实验平台设计。本文设计了可以实现能量互馈的同相供电实验平台，并设计了实验平台三级控制的硬件部分，研究了信号检测和通信传输内容。设计了适用于MMC悬浮子模块的隔离供电电源。设计了一种自励方式的子模块电容预充电方法，通过仿真验证了预充电方案的可行性。通过仿真验证能量互馈的实现。 |
| 作者： | 肖刚 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 王莉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
