背靠背變換器的仿真研究畢業(yè)論文(參考版)
2025-07-01 10:36本頁面
【正文】 在此一并表示感謝！ 參考文獻(xiàn)[1] 張崇巍，張興. PWM 整流器及其控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[2] 張凱，李庚銀， HVDC 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制及仿真[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2005，25(3)：7982[3] 鄭超,周孝信,[J].,29(16)：15[4] 趙仁德，賀益康，黃科元，[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2004,19(6)：16[5] C. Feltes，I. Erlich， Variable Frequency Operation of DFIG Based Wind FarmsConnected to the Grid through VSCHVDC Link. Securing New Sources of Energy，IEEE，2007[6] 劉其輝，賀益康，張建華．并網(wǎng)型交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制研究[J]. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，26（23）：109114[7] 賀益康，何鳴明，[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30（4）：105111[8] Kjell Eriksson，Lars Weimers etc．Gotland HVDC Light Transmissionworld’sFirst Commercial Small Scale DC Transmission. Presented at the CIRED Conference in Nice, France, May 1999[9] Lars Weimers. HVDC Light —A New Technology for a Better Power Engineering Review ,1998,18 (8):19～20[10] 李時(shí)杰，李耀華，陳睿．背靠背變流系統(tǒng)中優(yōu)化前饋控制策略的研究[J]．中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，26(22)：7479[11] ， Sarma2，Modelling，Simulation and Experimental Analysis of Transient Terminal Overvoltage in PWMInverter Fed Induction Motors．Improving Reliability and Power Quality ，IEEE，2007[12] 王兆安，[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[13] 程代展．非線性系統(tǒng)的幾何理論[M]．北京：科學(xué)出版社，1982[14] 蔣桂強(qiáng)．背靠背電壓源型變流器的控制器設(shè)計(jì)及性能分析[D]．吉 林：東北電力大學(xué)，2009．[15] 沈陽武，彭曉濤， 變流器的協(xié)調(diào)控制策略[J].,36(1)：146152[16] 嚴(yán)干貴，陳濤，［J］．電網(wǎng)技術(shù)，2007，31（6）：4550。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，李老師認(rèn)真指導(dǎo)，多方面支持，給出了許多很好的指導(dǎo)意見。 致 謝本課題是在李潔老師的精心指導(dǎo)下完成的?；谙到y(tǒng)傳遞函數(shù)，采取了極點(diǎn)配置的PI參數(shù)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了PI參數(shù)計(jì)算。 結(jié)論本文對(duì)背靠背電壓源型變流器的數(shù)學(xué)建模、控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，取得如下結(jié)論：1． 基于背靠背電壓源型變流器與兩端交流系統(tǒng)互聯(lián)時(shí)的控制目標(biāo)，確定了一側(cè)變流器定直流電壓和無功功率控制，另一側(cè)變流器采用定有功功率和無功功率控制的控制策略。 VSC2側(cè)無功功率控制結(jié)果當(dāng)無功功率給定值為0Var時(shí)，其仿真控制結(jié)果為：圖416 Qref=0時(shí)VSC2側(cè)無功功率仿真控制結(jié)果圖圖417 Qref=0Var時(shí)VSC2側(cè)交流系統(tǒng)A相電壓和A相電流波形當(dāng)無功功率給定值為0Var時(shí)，VSC2側(cè)無功功率于3s時(shí)跟蹤給定，其A相電壓電流同相位。當(dāng)無功功率給定值為10kVar時(shí)，其仿真控制結(jié)果為：圖413 Qref=10kVar時(shí)VSC1側(cè)無功功率仿真控制結(jié)果圖圖414 Qref=10kVar時(shí)VSC1側(cè)交流系統(tǒng)A相電壓和A相電流波形無功功率給定值為10kVar時(shí)，無功功率于5s時(shí)達(dá)到了穩(wěn)態(tài)值的98%,跟蹤了給定。符合電路參數(shù)中的直流電壓波動(dòng)值小于udcref的10%的要求。圖48 鋸齒波發(fā)生模塊uc為鋸齒波輸出，即PWM脈沖發(fā)生模塊輸入的載波。G1~G6為VSC1的6路控制脈沖。圖45 VSC2上層控制模塊圖46 VSC1側(cè)PWM脈沖發(fā)生模塊圖45中P2ref、Q2ref分別為VSC2側(cè)交流系統(tǒng)有功、無功功率參考值。 dq變換模塊 圖42 dq變換模塊仿真圖Ia、Ib、Ic、IaIbIc2分別為兩側(cè)交流系統(tǒng)三相電流；usd、usq、usdusd2分別為兩側(cè)交流系統(tǒng)三相電壓進(jìn)行park變換后的d軸與q軸電壓分量，id、iq、idiq2分別為兩側(cè)交流系統(tǒng)三相電流進(jìn)行park變換后的d軸與q軸電流分量； 調(diào)制波發(fā)生模塊 圖43 調(diào)制波發(fā)生模塊Udc為直流側(cè)電壓；theta、theta2分別為兩側(cè)交流系統(tǒng)A相電壓相位；ura、urb、urc、uraurburc2分別為兩側(cè)變換器三相調(diào)制波。因此在鎖相環(huán)輸出的電壓相位在提供給park變換模塊進(jìn)行3s/2r變換之前，需減90176。 鎖相環(huán) 圖41 鎖相環(huán)模塊仿真圖Usa、Usb、Usc、UsaUsbUsc2分別是兩側(cè)交流系統(tǒng)三相電壓；theta為整流側(cè)交流系統(tǒng)A相電壓相位，theta2為逆變側(cè)交流系統(tǒng)A相電壓相位。基于系統(tǒng)傳遞函數(shù)，采用極點(diǎn)配置的 PI 參數(shù)設(shè)計(jì)方法，使控制器的期望性能指標(biāo)與 PI 參數(shù)之間建立了直接的量化關(guān)系。將背靠背 VSC 與兩端交流系統(tǒng)間的功率交換控制問題，轉(zhuǎn)化為滿足運(yùn)行約束下電流有功分量和無功分量參考值的跟蹤問題。VSC2 側(cè)電流參考值由有功功率和無功功率的參考值確定，即 VSC2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 38 所示。VSC2輸出電壓控制方程為：式中id2ref、iq2ref分別為VSC2側(cè)有功電流id2和無功電流iq2的參考值，將式（316）代入（315）有：即調(diào)節(jié)PI控制器參數(shù)使之滿足式（317），即可實(shí)現(xiàn)了d、q 軸電流的解耦控制：圖37 VSC2內(nèi)環(huán)電流控制器由于 VSC2 與 VSC1 電流控制對(duì)象結(jié)構(gòu)相同，因此具有相同的傳遞函數(shù)，PI參數(shù)也相同。圖36 VSC1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 VSC2側(cè)控制器由于VSC2和VSC1側(cè)對(duì)稱，同理將式（28）表示為式中VdVq2分別為VSC2交流輸出電壓的d軸分量和q軸分量。q 軸電流參考值由 VSC1 側(cè)無功功率參考值確定：。期望的閉環(huán)特征方程為：對(duì)比D（s）與D39。假設(shè)系統(tǒng)期望的閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)為：，閉環(huán)非主導(dǎo)極點(diǎn)為：，n 一般取5～10。在高階穩(wěn)定系統(tǒng)中，主導(dǎo)極點(diǎn)往往是一對(duì)共軛復(fù)數(shù)極點(diǎn)，這樣可得到最短的調(diào)整時(shí)間和較高的精度，此時(shí)高階系統(tǒng)相應(yīng)的性能指標(biāo)可近似按二階系統(tǒng)來分析[3031]。同時(shí)將電壓采樣延遲環(huán)節(jié)和電流內(nèi)環(huán)傳遞函數(shù)合并，并近似為一慣性環(huán)節(jié) 1/（4Tcs+1），簡化后的直流電壓控制器傳遞函數(shù)等值框圖如圖 35 所示?？紤]外環(huán)電壓信號(hào)采樣延遲，直流電壓
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