【摘 要】
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既有牵引供电制式中存在的电分相以及电能质量问题严重响着牵引供电系统的安全与稳定。同相供电技术的提出从根本上解决了以上问题,而单相组合式同相供电系统在同相供电技术
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既有牵引供电制式中存在的电分相以及电能质量问题严重响着牵引供电系统的安全与稳定。同相供电技术的提出从根本上解决了以上问题,而单相组合式同相供电系统在同相供电技术的基础上做了进一步改进,具有更好的经济技术性能。通过将模块化多电平变流器(MMC)应用于单相组合式同相供电系统中,既可以发挥MMC在高压大功率场合的综合优势,同时又省去了牵引匹配变压器、节约了经济成本。本文以基于MMC的单相组合式同相供电系统为研究对象,以基于MMC的同相供电变流器的控制策略为研究重点,完成了以下工作:(1)分析了 MMC子模块工作原理,建立了单相MMC的数学模型,并对比了不同拓扑结构的控制策略、桥臂环流、直流侧电压等指标的差异,确定了本文基于四桥臂MMC结构的同相补偿装置主电路拓扑。(2)研究了 MMC环流产生机理并进行定量计算,设计了基于PR调节器的环流抑制策略,基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建单相MMC逆变工况的环流抑制仿真模型,进行仿真验证。(3)研究了适用于MMC的调制策略,本文采用了一种载波移相调制方法。研究了 MMC子模块预充电控制方法以及子模块电容电压的均压和稳压控制策略,并基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建仿真模型进行验证,仿真结果证明了控制策略的正确性。(4)基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了"交直交"型机车牵引、再生制动以及"交直"型机车牵引工况的仿真模型,验证本文设计的MMC同相补偿装置的拓扑结构和控制策略的正确性。
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