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[电力电子] 一种用于HDVC输电系统的48脉冲逆变器的综述

  • 简介:全国电网互联是我国电网发展的必然趋势。远距离送电将势在必行,这时仅依靠传统的交流输电系统将很难保证电网的稳定运行。直流高压输电(HDVC)由于起自身的特点,将在地区间电网互联和远距离输电等方面体现出越来越重要的作用。HVDC输电系统是由整流桥和...
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目录 一、基本结构
二、模型建立
三、相移变压器
四、仿真结果
全国电网互联是我国电网发展的必然趋势。远距离送电将势在必行,这时仅依靠传统的交流输电系统将很难保证电网的稳定运行。直流高压输电(HDVC)由于起自身的特点,将在地区间电网互联和远距离输电等方面体现出越来越重要的作用。HVDC输电系统是由整流桥和逆变桥通过直流线路连接而成的,因此对该系统进行准确而有效的结构研究具有很重要的意义。
本文针对特定消谐技术(Selective HarmonicEliminationSHE) 进行讨论介[绍了SHEPWM的原理和功能,在导出了SHE-PWM 的数学模型之后,对本文提出的这种相移变压器、SHEPWM、中性点箝位逆变器(Neutral PointClamped, NPC) 的拓扑结构,在SIMULINK 下,进行了仿真研究,给出了仿真波形
一、基本结构
如图1 所示,这是大功率中性点箝位逆变器的拓扑结构图。从图中可以看出它是由1个24 脉冲的相移变压器以及4个中性点箝位逆变器(NPC逆变器)等构成。本结构中的中性点箝位逆变器的每一相是由4GTO、4个反并联二极管组以及2个箝位二极管组成,并且这4个NPC逆变器的直流侧电源均由HVDC 输电线路提供。在大功率领域GTO器件被广泛应用,例如东芝公司的Tosvert-u/S650 就是一种采用GTO 的NPC 型逆变器,它的功率范围在2.5 MVA~18 MVA 之间。

由于该逆变器拓扑结构使用的是最优化开关角度控制策略,在工作过程中,它可以使该逆变器谐波中的23次和25次最小化,基本上被消掉,考虑到3的倍数次谐波不会出现在线电压中,因此该逆变器产生的波形的主要谐波次为47次和49次,故此该变流器系统等效为48 脉冲整流器系统,该逆变器输出的波形是一个由48级阶梯构成近似正弦波。
二、模型建立
SHE-PWM 方法的基本思想是通过傅立叶级数分析,得出在特定脉冲波条件下的傅立叶级数展开式,然后令基波幅值为一给定值,某些特定的低次谐波为零,从而得到一个反映脉冲相位角关系的非线性方程组,按求解得到的脉冲相位进行控制,则必定不含这些特定的低次谐波。
由于本文使用的开关器件是GTO,而GTO的开关频率很低,因此为了减小开关角度的个数,使用最优化SHE-PWM......
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