Многоуровневые полупроводниковые преобразователи частоты с емкостным делителем напряжения для автономных систем генерирования электрической энергии : анализ и синтез

• Автор: Брованов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 452 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СТРУКТУРЫ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СГЭЭ. ТЕНДЕНЦИИ И КОНЦЕПЦИЯ ИХ РАЗИТИЯ

1.1. Авиационные системы генерирования электрической

энергии
1.2. Системы генерирования электрической энергии на возобновляемых источниках энергии
1.3. Системы генерирования электрической энергии для «интеллектуальных» энергетических сетей

1.4. Системы управления для МП с ЕДН

1.5. Постановка цели и задач исследований

Глава 2. ОСНОВЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА МП с ЕДН ДЛЯ АВТОНОМНЫХ

2.1. Структуры МП с ЕДН для автономных СГЭЭ
2.2. Методы анализа электромагнитных процессов
в полупроводниковых преобразователях
2.3. Математическое описание эквивалентной схемы МП с ЕДН
2.4. Комбинации состояний ключей. Формирование обобщенных образующих векторов
2.5. Математические модели для анализа электромагнитных процессов
2.5.1. Модель фазных напряжений преобразователя
2.5.2. Модель токов ключей преобразователя
2.5.3. Модель первичного источника питания
2.6. Выводы по главе

Глава 3. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В СХЕМАХ
ОДНОФАЗНЫХ МП с ЕДН
3.1. Однофазный трехуровневый нерекуперативный выпрямитель (ОТНРВ)
3.1.1. Внешние характеристики ОТНРВ
3.1.2. Основные расчетные соотношения ОТНРВ
3.2. Однофазный трехуровневый рекуперативный выпрямитель (ОТРВН)
3.2.1. Аспекты синтеза векторной ШИМ в ОТРВН
3.2.2. Анализ электромагнитных процессов в ОТРВН
3.3. Однофазный четырехуровневый рекуперативный выпрямитель (ОЧРВН)
3.3.1. Аспекты синтеза векторной ШИМ в ОЧРВН
3.3.2. Анализ электромагнитных процессов в ОЧРВН
3.4. Выводы по главе
Глава 4. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В СХЕМАХ
ТРЕХФАЗНЫХ МП с ЕДН
4.1. Трехфазный трехуровневый нерекуперативный выпрямитель (ТТНРВ)
4.2. Внешние и регулировочные характеристики ТТНРВ
4.3. Синтез векторной ШИМ в трехфазном трехуровневом преобразователе с ЕДН
4.4. Электромагнитные процессы в трехфазном трехуровневом нерекуперативном выпрямителе при ВШИМ
4.5. Электромагнитные процессы в трехфазном трехуровневом рекуперативном преобразователе при ВШИМ
4.6. Электромагнитные процессы в трехфазном четырехуровневом рекуперативном преобразователе при ВШИМ
4.7. Выводы по главе

Глава 5. АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ В МП с ЕДН
В СОСТАВЕ СГЭЭ
5Л. Исходные положения
5.2. Система «синхронный генератор - однофазный трехуровневый нерекуперативный выпрямитель»
5.3. Система «синхронный генератор - однофазный трехуровневый рекуперативный выпрямитель»
5.4. Система «синхронный генератор - трехфазный трехуровневый нерекуперативный выпрямитель»
5.5. Система «синхронный генератор - трехфазный трехуровневый рекуперативный выпрямитель»
5.6. Геометрический аспект анализа энергопроцессов в МП с ЕДН
5.7. Выводы по главе
Глава 6. ВЛИЯНИЕ НЕБАЛАНСА НАПРЯЖЕНИЙ КОНДЕНСАТОРОВ ЕДН НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
6.1. Электромагнитные процессы при небалансе напряжений
6.1.1. Однофазный трехуровневый преобразователь с ЕДН
6.1.2. Однофазный четырехуровневый преобразователь с ЕДН
6.1.3. Трехфазный трехуровневый преобразователь с ЕДН
6.1.4. Трехфазный четырехуровневый преобразователь с ЕДН
6.2. Анализ энергетических показателей при небалансе напряжений конденсаторов ЕДН
6.2.1. Энергетические показатели в сечении ПИП - выпрямитель
6.2.2. Искажение выходного напряжения МП с ЕДН при небалансе напряжений конденсаторов
6.3. Выводы по главе
Глава 7. ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ МНОГОУРОВНЕВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ
С ЕМКОСТНЫМ ДЕЛИТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ

1.2 Системы генерирования электрической энергии на возобновляемых источниках энергии
СГЭЭ на возобновляемых источниках энергии предусматривают использование энергии ветра, солнца, моря и т. д. Для ветроэнергетических систем анализ построения структур СГЭЭ достаточно подробно выполнен в работах [71, 120]. В этих работах отмечено, что развитие современной ветроэнергетики идет по двум направлениям:
1) Создание ветроэнергетических установок (ВЭУ) малой мощности, предназначенных для автономного электроснабжения объектов, как правило, удаленных от электрической сети;
2) Создание крупных ветропарков, основу которых составляют ВЭУ мощностью несколько мегаватт, работающие в параллель с электрической сетью.
В настоящее время предпочтение отдается второму направлению. Оно динамично развивается. И многие страны уже используют электрическую энергию, произведенную ВЭУ ветропарков.
В сегодняшние дни в силу технического и технологического развития на рынке представлено большое разнообразие структурного исполнения ВЭУ.
Первые ВЭУ закономерно строились на простых, надежных и доступных асинхронных генераторах, рис. 1.7. Концепция генерирования электрической энергии основывалась на преобразовании энергии ветра при поддержании постоянства скорости вращения турбины ветрогенератора ВЭУ. Эта концепция в англоязычной литературе получила название «Danish concept» - Датская концепция [120]. Для увеличения скорости вращения вала генератора применялся редуктор. Реактивная мощность, необходимая для асинхронного генератора, отбиралась от сети или конденсаторов, включенных в статорную цепь генератора. Такие системы характеризовались сложностью механической части для