文档介绍：代号 10701 学号 1096421597

分类号 TP761+.1 密级公开

题(中、英文)目基于级联多电平逆变器的系统设计

The Design of System Based on Cascaded
Multilevel Inverter

作者姓名于森林指导教师姓名、职务明正峰教授

学科门类工学学科、专业电机与电器

提交论文日期二○一三年一月
西安电子科技大学
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秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在
导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标
注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成
果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的
材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说
明并表示了谢意。
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西安电子科技大学
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本人签名: 日期
导师签名: 日期
摘要
摘要
近年来,随着电网容量的增加,人们对电力供电品质要求不断提高,柔性交
流输电系统作为一项能有效改善电能质量的新技术得到快速发展。静止同步无功
补偿器由于先进的控制性能和良好的效果,已经成为柔性交流输电系统(FACTS)
装置的热点和无功补偿的发展趋势。
本文介绍了静止无功发生器的发展和现状,分析了它的工作原理,并设计了
以 IGBT 为核心器件的功率主电路。通过对静止同步补偿器(Static Synchronous
Compensator,简称)的无功补偿原理进行深入的分析,建立了
在 abc 三相坐标系和 dq 两相同步旋转坐标系下的数学模型。根据的开
环传递函数进行稳定性分析表明,对于任意给定的控制角δ和逆变器的放大倍数
K,装置都能稳定运行。
文中对几种常用的拓扑结构进行了简单的介绍和对比,然后详细描述了载波
移相正弦脉宽调制技术(Carrier phase-shifted SPWM,简称 CPS-SPWM),并对其
进行了仿真,单极倍频 CPS-SPWM 能将等效开关频率提高 2N 倍,可见单极倍频
CPS-SPWM 能用较低的频率来获得更高的等效开关频率,具有较好谐波特性的结
论。在 Matlab/Simulink 仿真环境下搭建了的仿真模型,采用电流直接
控制算法和 ip - iq 无功功率检测方法对其进行控制,对补偿感性负载和容性负载的
静、动态特性进行了仿真分析。
设计了三级联 7 电平逆变器的试验平台。采用 DSP 和 FPGA 组
合作为的控制系统,其中 DSP 主要完成信号采样及控制计算工作,
FPGA 完成 36 路 PWM 波形的产生。

关键字: 数学模型电流直接控制七电平瞬时无功功率理
Abstract
Abstract
With the constant increase of work capacity and raised requirement of
electric power quality, flexible AC transmission system (FACTS) as an efficient
technique to improve electric power quality has been rapidly developed. Static
pensator () has currently e a hot research topic of
FACTS equipments and a development trend of reactive pensation because
of its advanced control characteristic and pensation performance.
In this paper, the development and current situation