直流电能路由器的拓扑结构及控制策略
发布时间：2021-01-11 16:58
为应对能源危机和环境污染,大力发展新能源发电技术是有效解决途径之一。由于新能源发电的间歇性和分散性,传统电网难以有效解决大规模新能源的接入和消纳问题,能源互联网应运而生。能源互联网是未来电网的发展方向,电能路由器作为能源互联网的关键设备具有重要研究价值。同时随着直流配电的发展和直流负荷种类的增多,直流配电网将是未来配电系统中不可缺少的一部分,研究适用于直流场合的直流电能路由器具有广阔前景。本文主要研究内容如下:（1）针对应用于配电侧中小功率场合的直流电能路由器提出了一种基于级联高频变压器的新型拓扑结构。与共直流母线结构相比,在保证能量双向流动和端口相互隔离的前提下,具有降低成本和体积、提高效率、电压逐级递减等优点;与多绕组变压器结构相比,具有可拓展性强、设计和制作简单等优点。本文详细分析了直流电能路由器的工作过程、软开关范围和电流特性,从原理上验证其可行性,为后续分析打下基础。（2）研究了所提直流电能路由器的运行模式和控制策略。根据直流电能路由器是否与电网连接将运行模式分为并网和离网两类,并根据各端口的功率流动情况将并网模式细分为三种工况。本文详细介绍了各种运行模式下的控制策略,将控制...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
能源互联网概念架构图
图 1-2 电能路由器在能源互联网中的应用电能路由器可分为电气物理层和电气信息层两个层面，其整体架构如图 1-3 所示[11]。电气物理层是电能路由器实现电能变换与灵活传输的主要物理装置，相当于电能路由器的“躯干”，主要包括电力电子固态模块、监测与传感模块、电能接口模块、储能模块等，其中电力电子固态模块是电能路由器的核心物理装置，主要由功率开关管、变压器、滤波器等组成，电能接口模块可提供多种不同类型的电能接口，是电力电子固态模块与用户之间的桥梁；电气信息层主要功能是对收集的信息进行处理、反馈，作出决策并生成相应控制信号，以实现电能路由器的自治运行，相当于电能路由器的“大脑”，主要包括智能控制模块、通信模块、信息处理模块等。
图 1-4 FREEDM 系统架构邦经济和技术部于 2018 年 12 月发起以信息通信技术（Inftion Technology，ICT）和智能电网为基础的未来能源系统构建 项目[23-24]。该项目将现代信息通信技术与能源融合，电网由分的互联结构，使电力系统各部分智慧连接，形成智能发电、智体的能源互联网系统。该架构主要特点是利用互联网获取信息能源供需要求。究人员在互联网的基础上建立“数字电网”，将大电网分解成局部电网，各局部电网通过数字电网路由器(Digital Grid Rout和管理。DGR 根据不同需求和电网频率的变化改变输出电能的 1-5 所示[25]。其中，每个电能路由器负责一定区域的用电需求的信息调节输出电压、频率、功率等电气特性。该架构是
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式可再生能源发电集群并网消纳关键技术及工程实践[J]. 盛万兴,吴鸣,季宇,寇凌峰,潘静,施海峰,牛耕,王中冠. 中国电机工程学报. 2019(08)
[2]输入串联输出并联LCL型并网逆变器系统的目标多重化控制策略[J]. 方天治,张先云,黄淳,何玮,沈乐. 电工技术学报. 2019(06)
[3]三端口直流能量路由器在TCM调制下的优化控制策略[J]. 涂春鸣,栾思平,肖凡,兰征. 电网技术. 2018(08)
[4]微电网多端口变换器拓扑结构研究综述[J]. 曾进辉,何智成,孙志峰,张伯伦. 分布式能源. 2017(06)
[5]大容量多端口变换器拓扑研究综述[J]. 宫金武,查晓明,王盼,刘飞. 电源学报. 2017(05)
[6]双重移相控制与传统移相控制相结合的双有源桥式DC-DC变换器优化控制策略[J]. 吴俊娟,孟德越,申彦峰,沈虹,孙孝峰. 电工技术学报. 2016(19)
[7]双向全桥DC-DC变换器回流功率优化的双重移相控制[J]. 张勋,王广柱,商秀娟,王婷. 中国电机工程学报. 2016(04)
[8]面向能源互联网的新型能源子网系统研究[J]. 段青,盛万兴,孟晓丽,史常凯,王建华,季振东,吕志鹏. 中国电机工程学报. 2016(02)
[9]基于电力电子变换的电能路由器研究现状与发展[J]. 宗升,何湘宁,吴建德,李武华,赵荣祥. 中国电机工程学报. 2015(18)
[10]面向能源互联网的灵活配电系统关键装备与组网形态研究[J]. 盛万兴,段青,梁英,孟晓丽,史常凯. 中国电机工程学报. 2015(15)
硕士论文
[1]四端口变换器及其控制策略研究[D]. 周子胡.南京航空航天大学 2013
本文编号：2971149
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
能源互联网概念架构图
图 1-2 电能路由器在能源互联网中的应用电能路由器可分为电气物理层和电气信息层两个层面，其整体架构如图 1-3 所示[11]。电气物理层是电能路由器实现电能变换与灵活传输的主要物理装置，相当于电能路由器的“躯干”，主要包括电力电子固态模块、监测与传感模块、电能接口模块、储能模块等，其中电力电子固态模块是电能路由器的核心物理装置，主要由功率开关管、变压器、滤波器等组成，电能接口模块可提供多种不同类型的电能接口，是电力电子固态模块与用户之间的桥梁；电气信息层主要功能是对收集的信息进行处理、反馈，作出决策并生成相应控制信号，以实现电能路由器的自治运行，相当于电能路由器的“大脑”，主要包括智能控制模块、通信模块、信息处理模块等。
图 1-4 FREEDM 系统架构邦经济和技术部于 2018 年 12 月发起以信息通信技术（Inftion Technology，ICT）和智能电网为基础的未来能源系统构建 项目[23-24]。该项目将现代信息通信技术与能源融合，电网由分的互联结构，使电力系统各部分智慧连接，形成智能发电、智体的能源互联网系统。该架构主要特点是利用互联网获取信息能源供需要求。究人员在互联网的基础上建立“数字电网”，将大电网分解成局部电网，各局部电网通过数字电网路由器(Digital Grid Rout和管理。DGR 根据不同需求和电网频率的变化改变输出电能的 1-5 所示[25]。其中，每个电能路由器负责一定区域的用电需求的信息调节输出电压、频率、功率等电气特性。该架构是
【参考文献】：
期刊论文
[1]分布式可再生能源发电集群并网消纳关键技术及工程实践[J]. 盛万兴,吴鸣,季宇,寇凌峰,潘静,施海峰,牛耕,王中冠. 中国电机工程学报. 2019(08)
[2]输入串联输出并联LCL型并网逆变器系统的目标多重化控制策略[J]. 方天治,张先云,黄淳,何玮,沈乐. 电工技术学报. 2019(06)
[3]三端口直流能量路由器在TCM调制下的优化控制策略[J]. 涂春鸣,栾思平,肖凡,兰征. 电网技术. 2018(08)
[4]微电网多端口变换器拓扑结构研究综述[J]. 曾进辉,何智成,孙志峰,张伯伦. 分布式能源. 2017(06)
[5]大容量多端口变换器拓扑研究综述[J]. 宫金武,查晓明,王盼,刘飞. 电源学报. 2017(05)
[6]双重移相控制与传统移相控制相结合的双有源桥式DC-DC变换器优化控制策略[J]. 吴俊娟,孟德越,申彦峰,沈虹,孙孝峰. 电工技术学报. 2016(19)
[7]双向全桥DC-DC变换器回流功率优化的双重移相控制[J]. 张勋,王广柱,商秀娟,王婷. 中国电机工程学报. 2016(04)
[8]面向能源互联网的新型能源子网系统研究[J]. 段青,盛万兴,孟晓丽,史常凯,王建华,季振东,吕志鹏. 中国电机工程学报. 2016(02)
[9]基于电力电子变换的电能路由器研究现状与发展[J]. 宗升,何湘宁,吴建德,李武华,赵荣祥. 中国电机工程学报. 2015(18)
[10]面向能源互联网的灵活配电系统关键装备与组网形态研究[J]. 盛万兴,段青,梁英,孟晓丽,史常凯. 中国电机工程学报. 2015(15)
硕士论文
[1]四端口变换器及其控制策略研究[D]. 周子胡.南京航空航天大学 2013
本文编号：2971149
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/ydhl/2971149.html
