基于DSP/FPGA的级联型固态变压器协同控制研究
发布时间：2020-12-07 10:45
固态变压器作为能源互联网中的能量路由器,是构建未来能源互联网的关键设备。它实现了多种分布式能源的接入,并能够对大电网进行电能质量调节、无功补偿、能量传输等功能。故固态变压器是推进智能电网乃至能源互联网建设的新型智能化电力电子设备。本论文针对级联型固态变压器的综合控制进行了一系列的分析与研究。级联型固态变压器是针对固态变压器接入高电压等级电网的需求,对固态变压器的前级电路拓扑加以改进,采用了级联H桥变流器的形式来进行分压,是一种具有新型拓扑结构的固态变压器。同时使用了基于DSP/FPGA协同控制器来对级联型固态变压器进行控制,最终实现了系统的稳定运行。全文具体工作如下：首先对级联型固态变压器的基本拓扑结构及其工作原理进行了分析。并对级联型电路拓扑所适用的载波相移PWM调制技术的输出谐波做了数学分析。其次,根据级联型固态变压器的电路拓扑,分别对其前级高压整流级、中间高频隔离级和后级低压逆变级采用了三级不同的控制策略算法。其中前级高压整流级使用基于电网电压定向的双闭环PI控制策略,其中包括直流电压外环交流电流内环,后级低压逆变级采用自定义相位的双闭环PI控制策略,其中包括交流电压外环交流电流...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 固态变压器的研究现状
1.2.2 固态变压器在能源互联网中应用
1.2.3 数字式控制器的发展现状
1.3 论文的主要内容
第二章 级联型固态变压器的原理及调制策略
2.1 引言
2.2 基本拓扑结构及工作原理
2.3 载波相移PWM调制技术
2.4 本章小结
第三章 级联型固态变压器控制策略与仿真
3.1 引言
3.2 级联型固态变压器控制策略
3.2.1 前级控制策略
3.2.2 后级控制策略
3.2.3 中间级控制策略
3.3 级联型固态变压器控制仿真
3.4 本章小结
第四章 级联型固态变压器数字控制实验平台设计
4.1 引言
4.2 级联型固态变压器实验平台软硬件设计
4.2.1 级联型固态变压器实验系统硬件设计
4.2.2 级联型固态变压器实验系统软件设计
4.2.3 基于DSP/FPGA协同控制器硬件设计
4.2.4 基于DSP/FPGA协同控制器软件设计
4.3 本章小结
第五章 数字化实时控制实验及分析
5.1 引言
5.2 前级数字控制实验及分析
5.2.1 单级H桥变流器逆变实验及分析
5.2.2 两级级联H桥变流器逆变实验及分析
5.2.3 两级级联H桥变流器并网实验及分析
5.3 后级数字控制实验及分析
5.3.1 电流单环控制实验及分析
5.3.2 电压单环控制实验及分析
5.3.3 双闭环控制实验及分析
5.4 中间级数字控制实验及分析
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能电网中的新一代高频隔离功率转换技术[J]. 宋强,赵彪,刘文华,赵宇明. 中国电机工程学报. 2014(36)
[2]用于柔性直流配电的高频链直流固态变压器[J]. 赵彪,宋强,刘文华,刘国伟,赵宇明,姚森敬. 中国电机工程学报. 2014(25)
[3]多绕组高频变压器隔离式多电平变换器研究[J]. 顾春阳,李永东,郑泽东,高志刚. 电工技术学报. 2014(08)
[4]从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架[J]. 董朝阳,赵俊华,文福拴,薛禹胜. 电力系统自动化. 2014(15)
[5]未来能量互联的关键设备——固态变压器[J]. 刘宝龙,查亚兵. 国防科技. 2014(03)
[6]能源互联网与能源路由器[J]. 曹军威,孟坤,王继业,杨明博,陈震,李文焯,林闯. 中国科学:信息科学. 2014(06)
[7]能源互联网关键技术分析[J]. 查亚兵,张涛,黄卓,张彦,刘宝龙,黄生俊. 中国科学:信息科学. 2014(06)
[8]智能直流配电网研究综述[J]. 宋强,赵彪,刘文华,曾嵘. 中国电机工程学报. 2013(25)
[9]混合式三电平中点电位平衡控制策略[J]. 周京华,贾斌,章小卫,陈亚爱. 中国电机工程学报. 2013(24)
[10]基于高频变压器的背靠背级联H桥型变换器[J]. 高志刚,冬雷,李永东,郑泽东. 电工技术学报. 2013(06)
本文编号：2903117
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 固态变压器的研究现状
1.2.2 固态变压器在能源互联网中应用
1.2.3 数字式控制器的发展现状
1.3 论文的主要内容
第二章 级联型固态变压器的原理及调制策略
2.1 引言
2.2 基本拓扑结构及工作原理
2.3 载波相移PWM调制技术
2.4 本章小结
第三章 级联型固态变压器控制策略与仿真
3.1 引言
3.2 级联型固态变压器控制策略
3.2.1 前级控制策略
3.2.2 后级控制策略
3.2.3 中间级控制策略
3.3 级联型固态变压器控制仿真
3.4 本章小结
第四章 级联型固态变压器数字控制实验平台设计
4.1 引言
4.2 级联型固态变压器实验平台软硬件设计
4.2.1 级联型固态变压器实验系统硬件设计
4.2.2 级联型固态变压器实验系统软件设计
4.2.3 基于DSP/FPGA协同控制器硬件设计
4.2.4 基于DSP/FPGA协同控制器软件设计
4.3 本章小结
第五章 数字化实时控制实验及分析
5.1 引言
5.2 前级数字控制实验及分析
5.2.1 单级H桥变流器逆变实验及分析
5.2.2 两级级联H桥变流器逆变实验及分析
5.2.3 两级级联H桥变流器并网实验及分析
5.3 后级数字控制实验及分析
5.3.1 电流单环控制实验及分析
5.3.2 电压单环控制实验及分析
5.3.3 双闭环控制实验及分析
5.4 中间级数字控制实验及分析
5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能电网中的新一代高频隔离功率转换技术[J]. 宋强,赵彪,刘文华,赵宇明. 中国电机工程学报. 2014(36)
[2]用于柔性直流配电的高频链直流固态变压器[J]. 赵彪,宋强,刘文华,刘国伟,赵宇明,姚森敬. 中国电机工程学报. 2014(25)
[3]多绕组高频变压器隔离式多电平变换器研究[J]. 顾春阳,李永东,郑泽东,高志刚. 电工技术学报. 2014(08)
[4]从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架[J]. 董朝阳,赵俊华,文福拴,薛禹胜. 电力系统自动化. 2014(15)
[5]未来能量互联的关键设备——固态变压器[J]. 刘宝龙,查亚兵. 国防科技. 2014(03)
[6]能源互联网与能源路由器[J]. 曹军威,孟坤,王继业,杨明博,陈震,李文焯,林闯. 中国科学:信息科学. 2014(06)
[7]能源互联网关键技术分析[J]. 查亚兵,张涛,黄卓,张彦,刘宝龙,黄生俊. 中国科学:信息科学. 2014(06)
[8]智能直流配电网研究综述[J]. 宋强,赵彪,刘文华,曾嵘. 中国电机工程学报. 2013(25)
[9]混合式三电平中点电位平衡控制策略[J]. 周京华,贾斌,章小卫,陈亚爱. 中国电机工程学报. 2013(24)
[10]基于高频变压器的背靠背级联H桥型变换器[J]. 高志刚,冬雷,李永东,郑泽东. 电工技术学报. 2013(06)
本文编号：2903117
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