轻型高压直流输电仿真研究与实验装置设计

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterSimulationResearchofLightHigh-VoltageDirectCurrentTransmissionandDesignoftheExperimentalEquipmentByJunhuiLiuSupervisor：Prof．XianlinLiuPowerSystemandItsAutomationSchoolofElectricalEngineeringMay,2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指

2、导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：专、＼珲仑日期：砷I午年6月3日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文

3、和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：封霉仑日期：∞I呤年6月；日摘要新型电力电子器件在电能传输方面的应用产生了一种新的输电技术一轻型直流输电(HVDCLight)。轻型直流输电采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)和脉宽调制技术(PwM)。与基于晶闸管阀和相控方式的传统高压直流输电相比，轻型直流输电系统的结构更简单、设备也更少，具有谐波含量低、功率控制灵活等优点。本文重点开展对轻型高压直流输电的仿真研究与实验装置的设计。为实现HVDCLight输送有功、

4、无功功率的独立控制，在d—g同步旋转坐标轴下建立了电压源换流器的状态方程，通过前馈补偿抑制交叉耦合项的干扰，采用双闭环反馈控制方案，设计了电流内环、电压与功率外环比例积分(PI)控制器，并通过Matlab／Simulink实现了功率控制、多端直流输电及向无源的负荷点供电的仿真实验。以PM75RLAl20为功率单元、TMS320F2812为控制芯片设计了一个传输容量为1500VA的轻型高压直流输电实验装置。同时完成了换流电抗器、直流电容器、高通滤波器的参数计算，信号测量与调理电路、IPM驱动与保护电路以及DSP控制电路的硬件设计。与常规DSP程序开发方法不同，本文利用Ma

5、tlab—DSP集成设计环境下的工具包CCSLink和ETTIC2000由仿真模型直接生成目标代码，步骤明确、方法简单，完成了实验装置的软件设计。关键词：电压源换流器；前馈补偿解耦；双闭环反馈控制；智能功率模块；数字信号处理器AbstractWiththenewhigh-powerelectronicdevicesappliedinpowertransmission，anewtransmissiontechnologynamedHVDCLighthasbeenproduced．ComparedwiththetraditionalHVDCusingphasecontrol

6、converters，HVDCLightputsVoltageSourceConverters(vsc)intouse，whicharecomposedofIGBTdevicesandPulse—WidthModulation(PWM)technology．HVDCLightcouldreducetheequipmentsandsimplifythestructuresoftheconverterstation．Itwouldhavebroadapplicationprospectwithcouplesofadvantagessuchaslowharmonicsandf

7、lexiblepowercontr01．ThispaperisfocusedonsimulationresearchofLightHigh-VoltageDirectCurrentTransmissionanddesignofitsexperimentalequipment．Fortheindependentcontrolofactiveandreactivepowertransmission,amathematicalmodeloftheVSChasbeenconstructedunderthed——qcoordinateaxis．In