ون يوان تعرف، DONG شيوى تشنغ يو زياومي
(مفتاح مختبر الطاقة الالكترونية التقنيات والمعدات (جامعة شيهوا)، تشنغدو 610039 الموفرة للطاقة)
تحويل وحدات متعددة المستويات (تحويل وحدات متعددة المستويات، MMC) هي واحدة من تطبيقات HVDC مرونة الساخن. لنبض التقليدية عرض نظام تعديل موجود في MMC كل وحدة وحدة مجموعة انتاج الطاقة، ومشاكل تدهور الانتاج أداء الموجي، اقترحنا عرض النبضة تقوم استراتيجية تعديل الناقل الهجين (القائم على الناقل SPWM الهجين، CBH-SPWM) . وتتضمن الاستراتيجية تعديل كل من الناقل والناقل التداخل خصائص مرحلة التحول من أساليب تعديل اثنين. من ناحية لتحسين الأداء من الناتج الجهد، من ناحية أخرى بحيث يكون كل من انتاج الطاقة وحدة MMC يساوي. نتائج المحاكاة التحقق من صحة وفعالية طريقة CBH-SPWM.
تحويل وحدات متعددة المستويات (وMMC)؛ وحدة انتاج الطاقة والأداء الناتج؛ خلط SPWM الناقل
CLC: TM7
كود الوثيقة: A
DOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.2017.06.036
شكل الاقتباس الصيني: يوان النص المعروف، دونغ شيو تشينغ، يو زياومي الدراسة. السيطرة SPWM بناء على الناقل وحدات مختلطة تحويل متعدد المستويات التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (6): 143-146.
الإنجليزية شكل الاقتباس: يوان تشى ون دونغ شيو تشينغ، يو زياومي البحوث المتعلقة القائم على الناقل سيطرة استراتيجية SPWM الهجين تحويل متعددة المستويات وحدات رواية .Application من تقنيات الالكترونية، 2017،43 (6): 143-146.
0 مقدمة
في السنوات الأخيرة، وقد تم تحويل متعددة المستويات مع معالمه هيكلية فريدة قلقا واسع النطاق في حالة الطاقة عالية الجهد . تقنيات نبض تعديل تؤثر بشكل مباشر على أداء متعدد المستويات العاكس واحد خرج من التكنولوجيات الرئيسية. بعد MMC المقترحة، تم تنفيذ MMC المحلي والعلماء الأجانب نبض تعديل دراسة مستفيضة للخروج. ويرجع ذلك أساسا إلى فئتين: مستوى تدخلت بناء على نبض تعديل العرض وتعديل (نبض modultion العرض، PWM). وثيقة على مستوى التشكيل على مستوى الخطوة الأخيرة من أكثر شعبية (أقرب تعديل مستوى، NLM) تنفيذ وآثارها في بنية MMC، تيار بين الذراع ملزمة، والجهد مكثف من كل وحدة والتيار يتدفق من خلال كل وحدة، وحدة للتبديل بشكل انتقائي وحدة. ومع ذلك، عندما كمية وحدة وحدة MMC، استخدام NLM، وأداء الانتاج ليست جيدة جدا. في حين أن تعديل مستوى صعدت لMMC سيؤدي مباشرة في انتاج الطاقة الخلل في كل وحدة وحدات، وتداول خطيرة، مما أدى إلى النظام لا يعمل. وثيقة باستخدام (مرحلة تحول الناقل الجيبية نبض تعديل العرض، CPS-SPWM) استراتيجية تعديل باسم MMC، في التكنولوجيا CPS-SPWM، يمكن تحقيق ارتفاع وتيرة التحول يعادل أدنى تردد التبديل، قوة كل منها فهذا يعني أن نفس التردد التبديل، توازن توزيع الطاقة، ويصف القانون توزيعه في الناقل MMC. وأشارت وثيقة تعديل مغلفة الناقل (المرحلة التصرف SPWM، PD-SPWM) مقارنة مع انخفاض التوافقي المحتوى CPS-SPWM خط انتاج التيار الكهربائي، وتحسين الأداء الناتج. ومع ذلك، في التكنولوجيا PD-SPWM، وحدات التحويل من كل وحدة هي غير متناسقة، والتوزيع غير المتكافئ للطاقة في وحدة الطاقة.
المذكورة أعلاه تعديل نظام يكون القصور الخاصة، وانخفاض ورقة محتوى متناسق بهم من الناتج الموجي ونفس العدد من الوحدات التحول من كل وحدة، لغرض التوزيع المتوازن للطاقة، الناقل نبضة الهجين رواية عرض استراتيجية تعديل (الهجين القائم على الناقل SPWM، CBH-SPWM)، الذي يجمع بين مزايا PD-SPWM وCPS-SPWM استراتيجيتين تعديل.
1 MMC طوبولوجيا ومبدأ التشغيل
الرقم 1 هو مرحلة ثلاثة طوبولوجيا في MMC، الذي يتألف من ست الذراع، كل مع اثنين من الذراع العلوي والسفلي، كل ذراع يحتوي N متطابقة وحدات فرعية متصلة مع بعضها (وحدة فرعية، SM) الأخرى. ويشمل كل ذراع وسيط، مغو هو الدور الرئيسي للتداول بين الجهد بين مختلف الوحدات الفرعية في حدود الذراع وصول والقفز على القضبان بسبب الذروة الحالية والذراع جسر الحافلة. MMC يتكون من اثنين من الوحدات الفرعية SM IGBT مفاتيح تتكون من التكوين نصف الجسر ومكثف التخزين هو مبين في الشكل 1، والدولة تعمل كما هو مبين في الجدول رقم 1.
تعمل المبدأ 2 استراتيجية تحكم
لتحقيق كفاءة عالية للنظام، وعملية عالية الأداء، نقترح إستراتيجية تعتمد على نبض تعديل العرض الناقل موجة الاختلاط، الذي يجمع بين مزايا كل من السياسة PD-SPWM وCPS-SPWM، يمكن جعل MMC كل وحدة فرعية التحول مرات نفسه، كل من توازن الطاقة في وحدة الطاقة، وجود خصائص أقل التوافقية.
المبدأ 2.1 PD-SPWM وCPS-SPWM
تطبيق استراتيجية تعديل PD-SPWM لقواعد التشغيل من MMC في الذراع كما هو مبين في الشكل. في FIG 2 (أ) على التوالي، وإظهار انتاج التيار الكهربائي ألف من الجزء العلوي من الذراع من كل وحدة فرعية مع الجهد الناتج من الذراع الجسر. FIG 2 (ب) هو مبدأ التشغيل من CPS-SPWM في MMC. ويبين الجهد الناتج من الجزء العلوي من الذراع واثنين من وحدات فرعية في FIG 2 (ب) مع الجهد الناتج من الذراع الجسر.
وكما يتبين من الشكل 2، وذلك باستخدام CPS-SPWM، وتيرة التحول من اثنين من وحدات متطابقة، ولكن في PD-SPWM، وتيرة التحول من وحدات هما مختلفا تماما. واستخدام استراتيجية تعديل PD-SPWM، بدءا من وحدتين الانتاج السعة الأساسية، وهو ما يعني أن انتاج الطاقة من وحدتين الخلل. وMMC PD-SPWM تطبيقها مباشرة، وسوف يكون هناك عدم توازن، وتيرة التحول لا يساوي شبه حدة مشكلة انتاج الطاقة، ويمكن أن يسبب دوران خطيرة، حتى أن النظام لا يعمل.
3 لكل من انتاج التيار الكهربائي الموجي للتعديل الإحصائي (N = 2) في نسبة تعديل M محتوى متناسق في حدود من. انتاجها كما هو مبين في الشكل (3). 3 يبين الشكل، وذلك باستخدام PD-SPWM الانتاج مراقبة مراحل الجهد في MMC ونوعية خط الجهد الموجي هي متفوقة CPS-SPWM. وهكذا نوعية من حيث الموجي انتاج التيار الكهربائي، ومراقبة PD-SPWM هي أكثر فائدة.
2.2 تستند إلى نبض عرض موجة تعديل الناقل خلط (CBH-SPWM)
في هذه الورقة، وخصائص استراتيجيات تعديل اثنين اقترحت CBH-SPWM ويعتقد أن طريقة التشكيل باستخدام مبدأ تعديل PD-SPWM في كل وحدة وحدة، كل وحدة بين وحدة التشكيل يستخدم CPS-SPWM المبدأ.
FIG 4 (أ) يظهر مبدأ التشغيل من CBH-SPWM في وحدات MMC التي تحتوي على وحدتين. الناقل VC1 وVC2 تقديم الدولة الناقل بديلة، وهناك مرحلة التحول 180 درجة بين VC1 وVC2، VS2 VS1 ونحن على الذراع السفلي من إشارة مرجعية و 180 درجة مرحلة تحول بينهما. VC1 وVC2 مقارنة مع VS1، على التوالي العلوي تسليح إشارة PWM اثنين من الوحدات الفرعية، مع نفس VC1 إشارة الناقل وVC2 VS2 مقارنة مع، على التوالي، وانخفاض إشارة PWM الذراع لمنح اثنين من وحدات فرعية. مثل هذه القرارات دون وحدة كل دولة التحول من كل من وحدة فرعية في انتاج التيار الكهربائي مع فرضه للحصول على انتاج التيار الكهربائي الموجي MMC الذراع المزيد من الجسر. FIG 4 (ب) يبين قواعد التشغيل لCBH-SPWM ترتبط 4 الوحدات الفرعية في السلسلة، وإشارات الناقل اثنين مع مجموعة من المرحلة 180 درجة، وفرق الطور إشارة الناقل بين مجموعتين المجاورة من 90 درجة مئوية، A-مرحلة الانتاج الجهد من 7 المستوى.
N الفرعية وحدة من سلسلة MMC ووسائل استراتيجية CBH-SPWM تعديل ذلك، لكل مرحلة من الجزء العلوي من الذراع المجاورة اثنين من وحدات فرعية تستخدم نفس التردد والسعة، و 180 درجة للخروج من مرحلة إشارة الناقل بالتناوب، كل مجموعة من الإشارات الحاملة للالمجاورة اثنين من وحدات فرعية هي إزالة بالتتابع / ن (ن = N / 2) زاوية الطور، ثم التضمين مع إشارة موجة جيبية مع إشارة المقارنة التي تم الحصول عليها مجموعات N نبض مكملة، الذراع السفلي من إشارة الناقل إشارة الناقل متطابقة إلى الجزء العلوي من الذراع، وهي إشارة التضمين المرحلة 180 درجة، والتخلص النهائي الناتج الجهد الموجي هو 2N + 1.
5 هو انتاج التيار الكهربائي باستخدام وضع ثلاثة التشكيل الكامل للنسبة تعديل M محتوى متناسق في مجموعة من الإحصاءات المقارنة أ. CBH-SPWM FIG يتفق مع PD-SPWM محتوى التوافقي المقترح لانتاج التيار الكهربائي، والحد الأقصى CPS-SPWM محتوى متناسق من انتاج التيار الكهربائي.
3 المحاكاة
من أجل التحقق من صحة استراتيجية CBH-SPWM تعديل المقترح لبناء نظام MMC على مرحلة واحدة في MATLAB (Smulink) منصة. ويتألف كل ذراع اثنين من وحدات فرعية. المعلمات المحاكاة هي كما يلي: DC الجهد الشركة المتحدة للتنمية / 2 = 5004 V، والجهد على مكثف من كل شبه وحدة جامعة كاليفورنيا = 5004 V، قيمة السعة C = 2 MF، جسر ذراع الحث LP = LN = 3 MH، الناقل مختلط تردد FC = 0002 هرتز، فإن نسبة التشكيل م = 0.9، وتحميل المقاومة R = 22 ، وتحميل الحث L = 10 MH. على التوالي PD-SPWM، والمحاكاة والمقارنة CPS-SPWM CBH-SPWM ثلاثة تعديل الوضع.
FIG 6 هو الموجي والطيف الناتج PD-SPWM الجهد الحالي. PD-SPWM مخطط التشكيل، حتى أن وتيرة التحول من التناقضات MMC حدات الذراع الجسر من كل وحدة، وحدات مختلفة لكل موجة الأساسية انتاج التيار الكهربائي، مما أدى إلى وحدة انتاج الطاقة الخلل. وانسجاما مما كانت عليه في الجهد والطول الموجي الحالية والطيفية CBH-SPWM جودة الانتاج من انتاج التيار الكهربائي والموجات الحالية FIG. FIG. 7 هو الطيف باستخدام الجهد والطول الموجي الحالية والإخراج CPS-SPWM. يمكن أن يتم باستخدام جسر CPS-SPWM تسليح كل وحدة مباريات وتيرة وحدة التبديل، نفس الخسارة، قوة توازن الإخراج وحدة، مقارنة مع محتوى متناسق من الناتج الجهد والحالية من FIG 6 FIG 8، إخراج الجهد التوافقي والحالية المحتوى هو موجة كبيرة جدا.
FIG 6، FIG 7، FIG. 8 يمكن أن يرى، CBH-SPWM لPD-SPWM، ومحتوى متناسق من الناتج الجهد والتيار هو إلى حد كبير مقارنة متساوية، وMMC نظام CBH-SPWM حدات الذراع تعديل تبديل الجسر نفس التردد، وهو نفس كل وحدة انتاج الطاقة. CBH-SPWM مقارنة CPS-SPWM، لا وجود الانتاج حدة مشكلة اختلال موازين القوى، ولكن في محتوى متناسق انخفاض في الانتاج الحالي من السابق وتعديل الجهد.
من 6-8 مقارنة نتائج المحاكاة تثبت من صحة وصلاحية CBH-SPWM، بما يتفق مع التحليل النظري. واقترح CBH-SPWM خصائص PD-SPWM طريقة التشكيل ونوعين من CPS-SPWM ملزمة، أكثر من طريقتين تعديل مناسبة للاستخدام مع MMC النظام.
اقترح CHB-SPWM للتحقق من موثوقية النظام على ثلاث مراحل، على ثلاث مراحل MMC النماذج الأولية التي بنيت في MATLAB (Smulink) منصة. ويتألف كل ذراع اثنين من وحدات فرعية، FIG 99 كيلو فولت من الجهد DC يصبح 9.5 كيلو فولت في تي = 1 ثانية، والجهد مكثف من الجسر الناتج حالة نظام ذراع MMC الوحدة الفرعية.
يتضح من FIG 9، عندما يتم تغيير كمية مرجعية الجهد DC النظام، ومكثف الجهد الذراع جسر حدة ثانويه لتحقيق تسوية ديناميكية، لا يزال الاستقرار جيدة. هذا يضمن أن الحافلة الجهد DC ونظام تسليم التكيف المرن.
4 خاتمة
في هذه الورقة، وتمت دراسة مبدأ وخصائص العمل MMC، مع التركيز على استراتيجية التشكيل، حيث سيكون هناك محتوى متناسق عالية من الناتج الإجمالي، وتيرة التحول وانتاج الطاقة غير متناسقة الوحدات الفرعية الفردية مشكلة MMC تعديل نظام التقليدي، مقترحة نوع من استراتيجية تعديل CBH-SPWM. يجمع مزايا CPS-SPWM تحقيق نفس ذراع تيرة التحول الجسر كل الوحدات الفرعية، بما يتفق مع الخسارة، والتوازن انتاج الطاقة مع الحفاظ على انخفاض المحتوى الكلي التوافقي لالموجي الناتج من ميزات التحكم PD-SPWM. وتشير نتائج المحاكاة فعالية وتفوق الأسلوب.
مراجع
أبو الرب H، J HOLTZ، رودريغيز J، وآخرون. متعدد المستويات Mediumvoltage محولات للدولة من الفن والتحديات والمتطلبات في التطبيقات الصناعية المعاملات .IEEE على الإلكترونيات الصناعية، 2010،57 (8): 2581-2596.
مهارجان L، INOUE S، H. أكاجي نظام transformerless تخزين الطاقة على أساس تحويل PWM سلسلة متعددة المستويات مع تكوين النجوم . المعاملات IEEE على تطبيقات الصناعة، 2008،44 (5): 1621-1630.
وانغ كوي، لي Yongdong تشنغ تسي تونغ. A محول أقل جديد متعاقب متعددة المستويات تحويل طوبولوجيا الكونغرس تحويل الطاقة .IEEE.
Sunshi شيان تيان جاي نوع MMC لHVDC مرونة تقريب استراتيجية تعديل الجمعية الصينية للهندسة الكهربائية، 2012،32 (28): 62-67.
SON G T، LEE H J، NAM T S، وآخرون. تصميم والسيطرة على وحدات تحويل متعددة المستويات HVDC مع وحدات الطاقة الزائدة لنقل الطاقة noninterruptible . المعاملات IEEE على قوة الدفع، 2012،27 (3): 1611-1619.
تشاو شين تشاو تشنغ يونغ، لي قوانغ كاى، وما شابه ذلك. المرحلة الناقل نقل التقنية باستخدام وحدات متعددة المستويات تحويل مكثف الجهد تحقيق التوازن بين الرقابة . الصين تكنولوجيا الهندسة الكهربائية، 2011،31 (21): 48-55.
Yangxiaofeng سون هاو، وقائع. تطبيق تحويل متعدد المستويات مكرر CPS-SPWM وحدة التشكيل موجة مزيج . محرك كهربائي، 2011،41 (10): 15-20.
كي موك كيم وون شيك تشوي، كي هيون Park.Novel القائم على الناقل نبض الهجين طريقة تعديل العرض لتتالي مكثف المشبك متعددة المستويات العاكس .IET إلكترونيات القوى، 2014: 2678-2686.
