《基於IGCT的高壓大功率三電平整流器的關鍵技術研究》是依託中國科學院電工研究所，由談龍成擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於IGCT的高壓大功率三電平整流器的關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：談龍成
- 依託單位：中國科學院電工研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於IGCT的高壓大功率三電平整流器由於能實現能量的雙向流動且功率因數可調，已經越來越多地套用在列車牽引、礦井提升等高性能傳動場合。現存的空間矢量調製(SVM)技術未能綜合考慮最小脈寬限制、自平衡能力、中點電壓平衡控制、多採樣技術等多方面的因素；同時傳統中點電壓平衡控制在整流器空載和輕載時無法達到滿意的控制效果，這是限制三電平整流器可靠運行的兩個關鍵技術難題。本申請擬對最小脈寬限制下的最佳化SVM，以及空輕載條件下的中點電壓平衡控制進行深入研究。發掘所有可能的區域劃分方式及所有可能的開關順序組合，尋求以最小脈寬限制為約束條件，以有利於中點電壓平衡、輸出電壓諧波含量小、開關頻率低為目標的最佳化SVM。探索不依賴於電流極性判斷的中點電壓平衡控制方法，並研究電流預測及同步SVM技術以提高空輕載時中點電壓的平衡控制能力；建立最小脈寬限制下中點電壓平衡的理論極限。項目具有重要科學研究意義和工程技術價值。
結題摘要
基於IGCT的高壓大功率三電平整流器由於能實現能量的雙向流動且功率因數可調，已經越來越多地套用在列車牽引、礦井提升、風力發電、電能質量治理等眾多場合。研究高壓大功率三電平整流器的最佳化調製技術和高性能中點電壓平衡控制算法從而保證其可靠良好運行，具有重要的科學研究意義和工程技術價值。本項目針對低開關頻率時經典空間矢量調製(SVM)技術存在的問題，提出了一種滿足最小脈寬限制、具備中點電壓平衡控制能力、適用於多採樣系統以及具有低開關損耗等性能的最佳化SVM。解決了多採樣系統中的NP/PN直接跳變問題、最小脈寬最優處理問題以及降低器件開關損耗等問題。針對空輕載條件下現有中點電壓平衡控制失效的問題，提出一種基於電流預測、採樣點位置控制以及最佳化SVM的中點電壓平衡控制算法，解決了空載和輕載條件下的中點電壓平衡控制問題。同時提出了一種基於虛擬空間矢量(SVVM)的改進中點電壓平衡控制方法，提高了中點電壓平衡控制的穩態和動態性能。另外該項目還研究了三電平整流器的中點電壓平衡極限，並提出了一種克服這種局限的實際套用方法。通過上述研究，本項目實現了高壓大功率三電平整流器的良好穩定運行，相關研究成果已經成功套用在7.5MVA IGCT背靠背三電平變流器中。
