论文一种适合船舶中压直流电力系统的MMC并联结构是大学硕士与本科电力系统毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写电力系统方面论文范文。
摘 要：鉴于模块化多电平变换器（modular multilevel converter,MMC）桥臂额定电流难以满足船舶中压直流（medium voltage direct current,MVDC）电力系统逐渐增大的功率传输需求,设计一种适用于船舶MVDC大功率电力系统的MMC并联结构.应用MATLAB/Simulink,分别在MMC并联结构和MMC基本结构下,建立MMC-MVDC电力系统仿真模型.仿真结果表明,在传输同样大的功率时,采用MMC并联结构的桥臂电流明显比采用MMC基本结构的桥臂电流小,能克服MMC子模块中IGBT元件额定电流较小的障碍.
关键词： 船舶； MMC并联结构； 中压直流电力系统； 桥臂电流
中图分类号： U665.12 文献标志码： A
Abstract： In view of the fact that the rated current of the bridge arm of the modular multilevel converter （MMC） can not meet the increasing demand for power tranission in the ship medium voltage direct current （MVDC） power system, a kind of MMC parallel structure suitable for ship MVDC high power system is designed. By MATLAB/Simulink, the simulation models of the MMC-MVDC power system are established for MMC parallel structure and MMC basic structure, respectively. The simulation results show that, when the same power is tranitted, the current of the bridge arm with MMC parallel structure is significantly lower than that of the bridge arm with MMC basic structure, which overcomes the obstacle of the lower rated current of the IGBT component in the MMC sub-module.
Key words： ship； MMC parallel structure； medium voltage DC （MVDC） power system； bridge arm current
0 引 言
近年来,船舶中压直流（medium voltage direct current, MVDC）电力系统的概念被提出.与船舶中压交流电力系统相比,该系统具有较高的能量传输效率、较好的灵活性和较低的成本[1-2].模块化多电平转换器（modular multilevel converter, MMC）具有直接控制直流电流的能力,能够增强MVDC电力系统的可靠性和恢复性,实现对故障电流限制和故障穿越的功能.这些特点使得MMC整流拓扑结构在MVDC电力系统中有很好的应用前景[3-4].
针对船舶MVDC电力系统母线电压不变的特点,对MMC直流侧的控制选用定直流电压控制.将MMC应用于高压直流系统中时选用较高的电压等级和较多的子模块数.在MVDC电力系统中由于电压等级较低,而船舶发电机输出的功率较大,因此实现整流时每个桥臂需承受很大的电流.然而,受限于开关元件的通流能力,MMC的传输容量受到限制,不易实现大功率的传输.MMC桥臂的额定电流主要取决于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的额定电流,目前IGBT额定电流最大值为3 600 A（额定电压为1.7 kV）[5].在目前的技术条件下,开关元件的容量在短期内难有突破性发展.针对这一问题,本文设计了适合船舶MVDC大功率电力系统的MMC并联结构,在满足稳定输出的同时使MMC各桥臂中开关元件承受的电流减小.
1 船舶MVDC电力系统模型
隨着船舶电力系统的发展,船舶MVDC电力系统已经引起世界各国的重视,文献[6]和[7]提出了一种占用空间少、效率高的高性能船舶MVDC电力系统模型,见图1.
该模型中含有2台额定功率为36 MW的主发电机和2台额定功率为4 MW的辅助发电机,4台发电机发出的交流电经过AC/DC整流器整流后为环形MVDC母线输送能量.该模型从船首到船尾依次是4个区域负载中心和1个雷达负载,各个分区都与环形MVDC母线直接相连,可以灵活应用于不同的工作环境.环形母线电压可在1～35 kV之间选择,跨越多个等级,本文选择10 kV直流母线电压[8].针对船舶MVDC电力系统模型,本文选用MMC作为整流器实现交直流变换[9],重点研究MMC拓扑结构.
2 船舶MVDC电力系统MMC拓扑结构设计2.1 MMC拓扑结构
本文主要研究船舶MVDC电力系统中,将主发电机发出的交流电整流成直流电的MMC拓扑结系统中的连接结构构.MMC在船舶MVDC电力系统中的连接结构如图2所示,本文称之为MMC-MVDC系统.
2.2 MMC基本结构桥臂电流分析
MMC-MVDC系统中MMC基本结构如图3所示,其中为子模块.
2.3 MMC并联结构桥臂电流分析
由于直流母线电压稳定在10 kV,当传输功率增大时,总直流电流逐渐增大,当桥臂电流超过3 600 A时,系统无法正常运行.针对这一问题设计合适的MMC并联结构[11],根据不同的功率需求将n（n≥2）个MMC并联在一起,并制定与之相适应的
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参考文献：
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