Control de operación de baja frecuencia de conmutación del convertidor en cascada de voltaje de línea triple
Autores: Wang, Zhiqiang; Hao, Sheng; Han, Dongyang; Jin, Xuefeng; Gu, Xin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Control de operación de baja frecuencia de conmutación del convertidor en cascada de voltaje de línea triple
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Convertidores de potencia
Sistemas de generación de energía eólica
Convertidor PWM múltiple en cascada de voltaje de línea
Voltaje medio
Aplicaciones de alta potencia
Frecuencia de conmutación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Con el aumento del nivel de potencia de los sistemas de generación de energía eólica, la topología tradicional de los convertidores de energía ya no puede satisfacer la demanda de sistemas de generación de energía eólica de alta potencia debido a la limitación del rendimiento de los dispositivos. El convertidor PWM múltiple tipo cascada de voltaje de línea (LVC-VSC) es un tipo de convertidor que utiliza el convertidor de fuente de voltaje de dos niveles y seis interruptores tradicional como la unidad básica de componente, y cada unidad se combina con el método de cascada de voltaje de línea. Este tipo de convertidor es adecuado para aplicaciones de media tensión y alta potencia como la generación de energía eólica y los accionamientos metalúrgicos debido a su fácil modularización, fuerte escalabilidad y bajo número de fuentes de alimentación aisladas requeridas. Sin embargo, para aplicaciones de media tensión y alta potencia, la frecuencia de conmutación de los dispositivos de potencia en el convertidor es baja, generalmente limitada a unos pocos cientos de hertzios. El método de modulación tradicional del convertidor de cascada de voltaje de línea tiene un gran número de estados redundantes, y simplemente reducir la relación portadora causará una degradación grave del rendimiento de control e inestabilidad del sistema. Para abordar este problema, este documento propone una estrategia de modulación y un método de control correspondiente para baja frecuencia de conmutación. La estrategia de modulación se basa en la relación vectorial de estados de conmutación finitos, y se selecciona la secuencia de conmutación óptima de acuerdo con el sistema de modulación eliminando estados redundantes, asegurando así la aplicación de diferentes secuencias de modulación bajo diferentes profundidades de modulación y garantizando la calidad de la corriente en función de la frecuencia de conmutación mínima, lo que resuelve eficazmente los problemas de control a baja frecuencia de conmutación. Los resultados experimentales muestran la corrección y eficacia de la estrategia de modulación y el método de control propuestos.
Descripción
Con el aumento del nivel de potencia de los sistemas de generación de energía eólica, la topología tradicional de los convertidores de energía ya no puede satisfacer la demanda de sistemas de generación de energía eólica de alta potencia debido a la limitación del rendimiento de los dispositivos. El convertidor PWM múltiple tipo cascada de voltaje de línea (LVC-VSC) es un tipo de convertidor que utiliza el convertidor de fuente de voltaje de dos niveles y seis interruptores tradicional como la unidad básica de componente, y cada unidad se combina con el método de cascada de voltaje de línea. Este tipo de convertidor es adecuado para aplicaciones de media tensión y alta potencia como la generación de energía eólica y los accionamientos metalúrgicos debido a su fácil modularización, fuerte escalabilidad y bajo número de fuentes de alimentación aisladas requeridas. Sin embargo, para aplicaciones de media tensión y alta potencia, la frecuencia de conmutación de los dispositivos de potencia en el convertidor es baja, generalmente limitada a unos pocos cientos de hertzios. El método de modulación tradicional del convertidor de cascada de voltaje de línea tiene un gran número de estados redundantes, y simplemente reducir la relación portadora causará una degradación grave del rendimiento de control e inestabilidad del sistema. Para abordar este problema, este documento propone una estrategia de modulación y un método de control correspondiente para baja frecuencia de conmutación. La estrategia de modulación se basa en la relación vectorial de estados de conmutación finitos, y se selecciona la secuencia de conmutación óptima de acuerdo con el sistema de modulación eliminando estados redundantes, asegurando así la aplicación de diferentes secuencias de modulación bajo diferentes profundidades de modulación y garantizando la calidad de la corriente en función de la frecuencia de conmutación mínima, lo que resuelve eficazmente los problemas de control a baja frecuencia de conmutación. Los resultados experimentales muestran la corrección y eficacia de la estrategia de modulación y el método de control propuestos.