基于三電平拓撲電路的五電平變頻器控制系統(tǒng)及其應用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電力工業(yè)的快速發(fā)展,電力系統(tǒng)調(diào)頻和負荷峰谷差問題日益突顯。抽水蓄能電站因其能承擔削峰填谷、調(diào)相調(diào)頻的功能而成為經(jīng)濟有效的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)手段。抽水蓄能電站使用的同步發(fā)電電動機單機容量很大(?？蛇_數(shù)百兆瓦),在水泵工況下直接起動困難,且會對電網(wǎng)產(chǎn)生巨大沖擊。借助電力電子裝置實現(xiàn)變頻起動是減輕電網(wǎng)影響的有效途徑。本文以大型同步發(fā)電電動機的高壓大容量變頻起動控制技術為研究內(nèi)容,主要完成如下工作。
　　從抽水蓄能電站機組起動系統(tǒng)出發(fā),

2、分析同步發(fā)電電動機系統(tǒng)的數(shù)學模型。基于高壓變頻調(diào)速技術的研究現(xiàn)狀,詳細介紹基于三電平拓撲的五電平變頻器電路構成,研究其工作原理。五電平變頻器裝置因結構簡單、運行可靠、開關頻率低、諧波含量少而適用于大型同步發(fā)電電動機的起動。
　　從原理上研究了五電平變頻器的電壓空間矢量調(diào)制策略的基本原理以及矢量序列的選取方法。在五電平七段式調(diào)制算法的基礎上加以改進,設計一種新的三段式調(diào)制算法,一方面解決傳統(tǒng)算法靈活性和適用性欠缺的問題,另一方面有效

3、減少了因功率開關切換引起的開關損耗。使用MATLAB/Simulink軟件平臺搭建五電平變頻器電路模型,仿真結果表明電路結構和調(diào)制算法的正確性,改進算法能夠改善諧波畸變。
　　分析大型同步發(fā)電電動機變頻起動系統(tǒng)的矢量調(diào)速控制方法,對比分析按照不同磁鏈定向的磁鏈模型,選擇功率因數(shù)高、變壓器和變頻器容量小的氣隙磁鏈定向矢量控制方法,實現(xiàn)磁鏈和力矩的解耦控制。根據(jù)同步發(fā)電電動機按照氣隙磁鏈定向的矢量控制原理,剖析電壓前饋解耦控制和氣隙磁