1. 研究目的与意义
在我国经济快 速增长的大环境下,一是用户对电能需求越来越大,传统的化石能源难以满足需要且不可再生,以及核电的发展存在废料难以处理的诸多问题,故而风电和光伏这类利用可再生清洁能源发电的发电方式有了愈来愈大的发展空间。
二是柔性直流输电是构建智能电网的重要装备,与传统方式相比,柔性直流输电在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势,是改变大电网发展格局的战略选择。
所以随着电力电子技术在当代输电系统领域的不断发展,高压柔性直流输电技术的普及,以及我国电力结构中比重逐年增加的风电和太阳能发电逆变并网技术需要,模块化多电平换流器(MMC)作为其关键技术得到了迅速发展。
2. 课题关键问题和重难点
一是熟悉模块化多电平逆变器的拓扑结构和工作原理,了解MMC仿真特点,如何做到在既能保持仿真精度的前提下,又能提升仿真的速度。
二是了解不同的调制策略是如何影响系统的工作状态和工作性能,最常使用的几种调制方法具体是如何实现调制的,第一种最近电平数调制最近电平调制(NLM)方法;第二种载波层叠调制 (PDSPWM),将调制波纵向层叠,与调制波对比,产生阶梯波来确定电平数;第三种载波相移脉宽调制(CPSSPWM)。
三是如何通过仿真软件去搭建模型,应用相关工具对输出波形进行分析,以验证理论分析的正确性。
3. 国内外研究现状(文献综述)
模块化多电平换流器最早由R. Marquardt教授于2001年提出并申请专利。
它由多个结构相同的子模块(Sub-module, SM)级联构成。
子模块的结构可以分为半H桥型、全H桥型和双箝位型子模块型三种。
4. 研究方案
目前模块化多电平逆变器技术已经展现出极其重要的工程应用前景。
在我国已建成的上海南汇柔性直流工程、南澳三端柔性直流工程、舟山五端柔性直流输电工程以及正在建设中的厦门柔性直流工程都采用MMC结构。
而进行设计的初步工作是在老师的指导下进行相关文献的查阅,初步了解mmc及其调制策略,完成老师上传相关的英文文献的翻译,以及拟出一份相关的开题报告。
5. 工作计划
第 1 周 从毕设官网上查阅任务书,查找相关资料,并理解有关内容;第 2 周 翻译与模块化多电平逆变器技术相关的英文资料,了解其中内容含义;第 3 周 对所研究的课题拟出相关的完成方案,写出与之相关的开题报告,并加深对研究课题的理解;第 4 周 对模块化多电平逆变器技术的发展历史、过程及其拓扑结构进行研究;第 5 周 对模块化多电平逆变器技术的工作原理和调制策略进行研究,探讨;第 6 周 利用Matlab或是PSIM仿真软件搭建单相模块化多电平逆变器模型;第 7 周 对单相模块化多电平逆变器模型的工作原理和调制策略进行研究 ;第 8~9 周 对已搭建单相模块化多电平逆变器模型进行调试参数,并对其输出波形进行分析;第10周 撰写毕业论文初稿交予老师审查以待完善建议;第11周 按学校和老师的要求毕业论文内容加以修缮;第12周 在官网上传完善后的论文,接受学校答辩资格审查;第13周 指导教师、评阅教师评阅毕业论文;第14周 准备参加学校的论文答辩。
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