船舶中压直流系统中模块化多电平变换器的并联拓扑与控制优化.docx

船舶中压直流系统中模块化多电平变换器的并联拓扑与控制优化
船舶中压直流系统中模块化多电平变换器的并联拓扑与控制优化
摘要：
随着船舶的推进系统从传统的机械推进系统向电力推进系统转变，船舶电力系统面临着更高的电压和电流需求。而船舶中压直流系统由于其优越的性能特点，如较高的功率密度、高效性和可靠性，逐渐成为一种主流的选择。模块化多电平变换器作为该系统的关键部件之一，具有并联拓扑和控制优化的要求。本论文将重点研究船舶中压直流系统中模块化多电平变换器的并联拓扑与控制优化问题，并对其进行详细的分析和讨论。本文的主要贡献包括设计一个具有更高效率和更低失真率的并联拓扑结构，并采用先进的控制策略进行优化。
关键词：船舶电力系统、中压直流系统、模块化多电平变换器、并联拓扑、控制优化
引言：
随着船舶推进系统的转型，电力推进系统已成为船舶领域的主要研究方向之一。传统的机械推进系统需要大量的传动装置和燃油，而电力推进系统则具有更高的能效和更低的污染排放。在船舶电力系统中，中压直流系统由于其较高的功率密度、高效性和可靠性逐渐被广泛采用。
在船舶中压直流系统中，模块化多电平变换器被用作主要的能量转换和控制设备。模块化多电平变换器的并联拓扑结构使得其能够同时处理多个直流电压等级，从而降低了变换器的功率损耗和体积，提高了系统的效率。然而，模块化多电平变换器的设计和控制也面临着一些挑战。
首先，模块化多电平变换器的并联拓扑结构需要具备低损耗和高效率的特点。通常情况下，模块化多电平变换器采用多个子级拓扑来实现不同电压等级的变换，但这样会引入较高的开关损耗和导通损耗。因此，需要设计一种优化的并联拓扑结构来降低这些损耗，提高系统的效率。
其次，模块化多电平变换器的控制策略对系统的性能和稳定性具有重要影响。传统的控制策略通常会引入较大的共模噪声和谐波失真，影响系统的可靠性。因此，需要采用先进的控制策略来减少这些问题，并提高系统的性能。
方法：
本论文提出了一种新颖的并联拓扑结构，能够同时处理多个直流电压等级。该拓扑结构通过合理地分配负载，减少开关损耗和导通损耗。同时，采用了一种先进的控制策略，将多电平变换器的电压波形优化到最佳状态，降低谐波失真和共模噪声。
结果：
通过仿真和实验验证，本论文提出的并联拓扑结构和控制策略在船舶中压直流系统中的应用效果显著。与传统的方法相比，本文所提出的方法具有更高的效率和更低的失真率。同时，该方法能够有效地降低共模噪声和谐波失真，提高系统的可靠性和稳定性。
结论：
本论文针对船舶中压直流系统中模块化多电平变换器的并联拓扑与控制优化问题进行了研究。通过设计合理的拓扑结构和采用先进的控制策略，本文提出的方法在船舶中压直流系统中的应用效果显著。未来的工作可以进一步探索多电平变换器在船舶推进系统中的优化和应用，以实现更高效和可靠的船舶电力推进系统。