面向微网的电流源变流器调制策略研究

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电流源变流器具有拓扑结构简单、输入/输出波形质量高、短路特性好、满足四象限运行等特点,可有效运用于微网群的互联。本文从电流源在互联微网系统中暴露的问题出发,针对电流源的调制策略展开研究,分别研究了电流源均流、共模电压抑制、新型拓扑调制等问题。本文的研究重点及创新点概括如下:在微网群系统的应用背景下,提出了一种新颖的多端口电流源拓扑结构,并将其应用于微网群互联。详细分析了电力电子器件开关动作对系统共模电压的影响。针对系统共模电压较高易引发电机绝缘损坏、电磁干扰等问题,提出综合调制策略以抑制共模电压,并与现有调制策略进行了对比分析。针对多重化电流源系统功率难均分、共模电压较高的问题,分析了不同因素对直流母线电流特性的影响,并给出并联电流源共模电压的表达式。在常规空间矢量调制策略的基础上,设计了一种双层开关状态优选方案,通过对中矢量和小矢量开关状态的优选,在保障直流母线电流均分的基础上实现系统共模电压抑制。针对传统背靠背电流源拓扑开关器件数较多、成本高、功率密度低的问题,提出了一种新颖的九开关电流源拓扑结构,其整流侧和逆变侧复用中间三个开关管。分析了安秒平衡原理与空间矢量调制的关系,提出了一种优化的安秒平衡调制策略,通过对九个功率开关器件的导通时间和顺序的优化,对所提拓扑进行调制。最后,对电流源变流器实验平台做了简要介绍。在此基础上编写多重化系统均流和共模电压抑制程序,实验验证所提策略的有效性。
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