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Enregistrement W3211277626 · doi:10.32920/ryerson.14645475.v1

High-power modular multilevel converters: Modeling, modulation and control

2021· preprint· en· W3211277626 sur OpenAlexaff
Apparao Dekka

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueHVDC Systems and Fault Protection
Établissements canadiensToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésRippleControl theory (sociology)Modular designConvertersCapacitorTotal harmonic distortionElectronic engineeringPulse-width modulationHarmonicVoltageModulation (music)Computer scienceEngineeringElectrical engineeringControl (management)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

THIS dissertation addresses the technical challenges associated with the operation and control of high-power modular multilevel converters. To improve the performance of modular multilevel converter (MMC), a generalized three-phase mathematical model with common-mode voltage (CMV) is proposed. By using the proposed mathematical model, the magnitude of circulating currents, capacitors voltage ripple, and the ripple in DC-link current during balanced and unbalanced operating conditions can be minimized. The modulation scheme and switching frequency are directly affected the output power quality and the performance of the converter and control method. In this dissertation, a novel sampled average and space vector modulation scheme is proposed. These modulation schemes are suitable to control the MMC with any number of submodules (without modifications), operates at low switching frequency, minimizes the ripple in output current and voltage harmonic distortion, and reduces the output filter size. For reliable operation of MMC, the voltage balancing among submodules is mandatory. This dissertation proposes a generalized single-stage balancing approach with reduced current sensors to control the MMC. The proposed balancing approach is suitable to implement with both phase-shifted and level-shifted pulse width modulation schemes. With the proposed approach, it is also possible to control the MMC with half-bridge and three level flying capacitor submodules. Also, an improved balancing approach often referred as the dual-stage balancing approach is proposed to minimize the voltage harmonic distortion and device power losses. This dissertation also proposes a direct model predictive control (D-MPC) approach to minimize the ripple in submodule capacitors voltage. To implement D-MPC approach, a discrete-time model of MMC with CMV is proposed. With the use of proposed model, the D-MPC approach does not require a cost function to minimize the circulating currents. The computational complexity is one of the major issues in the implementation of D-MPC approach for MMC. In this dissertation, a novel reduced computational MPC approaches named as dual-stage D-MPC and indirect model predictive control (I-MPC) approach are proposed. These approaches significantly minimize the computational complexity and, improve the voltage and current waveform quality while operating at the low switching frequency. Finally, the simulation and experimental studies are presented to validate the dynamic and steady-state performance of proposed methodologies. Index Terms • Modular Multilevel Converters. • Capacitors Voltage Balancing. • Pulse Width Modulation Schemes. • Circulating Currents. • Capacitors Voltage Ripple • Direct Model Predictive Control. • Dual-Stage Direct Model Predictive Control. • Indirect Model Predictive Control. • Total Harmonic Distortion.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,678
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,200
Écart entre enseignants0,190 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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