集成非均衡直流源的多电平变流器及其关键控制问题研究

基本信息
批准号:51507153
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:谢路耀
学科分类:
依托单位:浙江工业大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:戚军,陈强,周文委,黄鹃敏,王维,杨光豪
关键词:
PWM调制非均衡电平功率非均衡电平电压非均衡直流源多电平变流器
结项摘要

DC sources, for instance, PV modules and storage batteries, when modularized and centrally connected to high voltage grid by multilevel converters, boasts with advantages as low harmonics, low cost, high efficiency and high reliability. Independently controlled voltage and power of sub-modules also avoid power mismatch of series connected PV modules and state of charge (SOC) mismatch of series connected storage batteries. To this end, the project will focus on the issues of unbalanced level voltage operation and unbalanced cell power control of multilevel converters. The study will be performed in the following procedures: Firstly, topology demand analysis will be conducted to provide multilevel topologies suitable for the integration of unbalanced DC sources; Secondly, multilevel modulation strategies for cells with time-varying unbalanced voltage will be developed to eliminate the influence of unbalanced voltage levels on fundamental component of output AC voltage; Thirdly, the power flow models will be established for the selected multilevel topologies, which are supposed to reveal the internal mechanism of power flow, and the unbalanced power control schemes will be proposed; Finally, their applications into PV and energy storage systems will be explored, and an objective evaluation of research results by means of experiments and simulations will be conducted from the perspective of their efficiency, reliability, extensibility, power quality and control complexity. This research project is to enhance the traditional multilevel technology, which will then be qualified for unbalanced level operation and unbalanced level power control, and its results are supposed to broaden the operating range of multilevel converters and strengthen their control performance.

将光伏组件、储能电池等直流源模块化,并以多电平形式集中并入中高压电网,具有低谐波、低成本、高效率和高可靠性等优点。对子模块电压和功率进行独立控制,还能解决直接串联带来的光伏组件功率失配和储能电池荷电状态(SOC)失配问题。为此,本项目将围绕多电平各电平单元的非均衡电压运行和非均衡功率控制问题展开研究:首先,进行拓扑需求分析,给出适用于集成非均衡直流源的多电平拓扑;然后,研究各电平电压非均衡时变条件下的多电平调制策略,消除非均衡电平对输出交流电压基波的影响;第三,建立所选多电平拓扑的功率流动模型,揭示功率流动内在机理,提出非均衡功率控制方案;最后,探索光伏与储能应用,根据仿真和实验结果,从成本、效率、可靠性、扩展性、波形质量、控制复杂度等方面对研究成果进行客观评价。本项目的研究是传统多电平技术在非均衡电平运行和非均衡功率控制上的深化,成果也可用于加强多电平变流装置的运行范围和控制性能。

项目摘要

将光伏组件、储能电池等直流源模块化,并以多电平形式集中并入中高压电网,具有低谐波、低成本、高效率和高可靠性等优点。对子模块电压和功率进行独立控制,还能解决直接串联带来的光伏组件功率失配和储能电池荷电状态(SOC)失配问题。为此,本项目围绕多电平各电平单元的非均衡电压运行和非均衡功率控制问题展开了研究:首先,建立了集成非均衡直流源的多电平基本单元模型,指出非均衡控制多电平技术的3 大拓扑需求:非均衡电压下正常的交流基波输出、较强的非均衡功率控制能力以及模块扩展性。接着,引入电平电压非均衡度参数δ,按开关周期伏秒积平衡原理给出了零序注入和调制波分解两种非均衡补偿策略,能够保证在非均衡模块电压下输出交流电压无基波偏移,仿真和实验结果验证了补偿的正确性。然后,建立了集成非均衡电流源下多电平变流器的非均衡电流控制模型,提出了基于零序注入和基于调制波分解的两种非均衡电流控制方法,并给出了控制极限。其中,基于零序注入的非均衡电流控制在光伏与储能上具有良好应用前景。最后,基于零序注入非均衡电流控制方法,提出了一种尽可能消除串联光伏组件失配功率损失的光伏应用方案。仿真和实验结果表明,该控制方法能够在非均衡光照较小时完全消除失配功率损失,在非均衡光照较大时极大降低失配功率损失。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于铁路客流分配的旅客列车开行方案调整方法

基于铁路客流分配的旅客列车开行方案调整方法

DOI:
发表时间:2021
2

奥希替尼治疗非小细胞肺癌患者的耐药机制研究进展

奥希替尼治疗非小细胞肺癌患者的耐药机制研究进展

DOI:
发表时间:2020
3

基于多色集合理论的医院异常工作流处理建模

基于多色集合理论的医院异常工作流处理建模

DOI:
发表时间:2020
4

基于腔内级联变频的0.63μm波段多波长激光器

基于腔内级联变频的0.63μm波段多波长激光器

DOI:10.3788/CJL201946.0801003
发表时间:2019
5

结直肠癌免疫治疗的多模态影像及分子影像评估

结直肠癌免疫治疗的多模态影像及分子影像评估

DOI:10.13609/j.cnki.1000-0313.2022.04.019
发表时间:2022

谢路耀的其他基金

相似国自然基金

1

电流型多电平变流器拓扑和控制技术的研究

批准号:50477033
批准年份:2004
负责人:张仲超
学科分类:E0706
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
2

多电平变流器空间矢量和载波调制策略等效关系研究

批准号:51777158
批准年份:2017
负责人:何英杰
学科分类:E0706
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
3

三电平电力牵引变流器网侧谐波抑制优化控制方法研究

批准号:51207131
批准年份:2012
负责人:宋文胜
学科分类:E0706
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
4

适用于低频输配电系统的新型模块化多电平交交变流器关键技术研究

批准号:51677142
批准年份:2016
负责人:孟永庆
学科分类:E0704
资助金额:58.00
项目类别:面上项目