基于交叉对偶型储能模块的直流变压器研究
发布时间：2022-02-26 00:10
近年来,随着可再生能源接入及各种电能负荷即插即用的需求与日俱增,高品质的电能质量正成为用户端的追求。就电能质量而言,频率、电压、波形及功率等已远远不能满足用户们的要求。随着电力电子技术的发展,电力电子变压器对电力变压器进行了革新,改善了配电网的电能质量。其中的直流变压器（DC transformer,DCT）是直流配电网中的关键技术。但是,DCT只是一个能量变换和传递的设备,任何时刻DCT的两个端口传输功率和为零,端口间相互关联,紧密配合,相互影响,这阻碍了直流配电网电能质量的提高。同时,也大大制约了直流变压器在交直流混联、分布式电源接入等场合的应用。为实现DCT不同端口的能量在一定范围内独立控制、端口间功率可以相互解耦,本文将储能元件与DCT结合,研究了一种基于交叉对偶型储能模块的直流变压器结构,简而言之,即含储能的直流变压器（Energy Storage System-DC Transformer,ESS-DCT）。本文以此变压器为研究对象,从以下几个方面对实现DCT端口功率解耦及提高直流配电网电能质量进行研究:1)围绕所研究的ESS-DCT的拓扑构成及工作原理进行了详细介绍。该系...
【文章来源】：北京交通大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 直流变压器研究概述
1.2.1 直流变压器拓扑研究现状
1.2.2 含储能的直流变压器的研究现状及意义
1.3 本文主要工作
2 ESS-DCT拓扑构成
2.1 系统级ISOP拓扑
2.2 储能模块级ISOS拓扑
2.3 基础级DC/DC变换器拓扑
2.3.1 Boost变换器工作原理
2.3.2 控制策略分析
2.4 储能模块的数学模型
2.5 本章小结
3 储能模块级ISOS控制策略
3.1 单端电压恒定工况
3.1.1 控制分析
3.1.2 仿真与实验验证
3.2 双端电压恒定工况
3.2.1 控制分析
3.2.2 仿真与实验验证
3.3 双端电流恒定工况
3.3.1 控制分析
3.3.2 仿真与实验验证
3.4 工况对比分析
3.5 本章小结
4 系统级ISOP控制策略
4.1 单端电压恒定工况
4.1.1 主从控制分析
4.1.2 仿真与实验验证
4.2 双端电压恒定工况
4.2.1 模块化控制分析
4.2.2 仿真分析
4.3 双端电流恒定工况
4.3.1 模块化控制分析
4.3.2 仿真分析
4.4 工况对比分析
4.5 本章小结
5 混合储能型直流变压器
5.1 混合储能型直流变压器拓扑结构
5.2 自适应功率分配控制策略
5.2.1 自适应控制分析
5.2.2 仿真分析
5.3 滑动平均滤波功率分配控制策略
5.3.1 滑动平均滤波分析
5.3.2 仿真分析
5.4 实验分析
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录A
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]开关变换器调制技术的分类与综述[J]. 周国华,赵泓博,毛桂华,周述晗,徐顺刚. 中国电机工程学报. 2018(21)
[2]新型无无功环流的双向隔离型DC/DC变换器[J]. 郭洪玮,吴学智,王伟,荆龙,王旭亮,武文. 中国电机工程学报. 2018(S1)
[3]输入串联输出串联型双向DC/DC变换器自适应均压控制策略研究[J]. 张颖,荆龙,吴学智,武文,魏梦航,姜久春. 电网技术. 2018(09)
[4]电力电子变压器在风力发电系统中的应用研究综述[J]. 关金萍,徐永海. 电工电能新技术. 2019(02)
[5]适用于多端直流输电系统的模块化多端口直流潮流控制器[J]. 武文,吴学智,荆龙,魏梦航,姜久春. 电工技术学报. 2019(03)
[6]基于分层优化的大容量混合储能系统能量管理策略[J]. 苏浩,张建成,王宁,郭伟. 高电压技术. 2018(04)
[7]混合储能在电力电子变压器中的应用[J]. 米根锁,魏宏斌. 电力系统及其自动化学报. 2018(01)
[8]直流配电网络架构与关键技术[J]. 马钊,焦在滨,李蕊. 电网技术. 2017(10)
[9]应用于交直流配电网的电力电子变压器[J]. 张爱萍,陆振纲,宋洁莹,刘海军,李卫国. 电力建设. 2017(06)
[10]多接口能源路由器主回路结构及功能仿真[J]. 田兵,雷金勇,郭晓斌,李鹏,刘志文. 电力系统自动化. 2017(10)
博士论文
[1]模块化多电平中低压直流变压器关键技术研究[D]. 王朝辉.浙江大学 2016
硕士论文
[1]交直流配电网网架优化规划及典型应用场景研究[D]. 王伟.北京交通大学 2018
[2]PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器研究[D]. 曹靖.西南交通大学 2018
[3]交直流配电网的故障分析与保护方法研究[D]. 丁凡凡.北京交通大学 2018
[4]全桥隔离型双向DC-DC变换器研究[D]. 李乾.北京交通大学 2018
[5]超级电容—蓄电池复合电源的双向DC/DC变换器功率分配策略设计研究[D]. 常守亮.江苏大学 2017
[6]LCC谐振DC/DC变换器控制策略研究[D]. 朱朱.东南大学 2016
[7]基于有源并联式混合储能技术的“友好型”模块化微电网技术研究[D]. 孙文川.山东大学 2015
[8]LCL复合谐振型双向全桥DC/DC变换器研究[D]. 施惠.重庆大学 2014
[9]电力电子变压器及其在电力系统中的应用[D]. 张晓东.山东大学 2012
本文编号：3643961
【文章来源】：北京交通大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 直流变压器研究概述
1.2.1 直流变压器拓扑研究现状
1.2.2 含储能的直流变压器的研究现状及意义
1.3 本文主要工作
2 ESS-DCT拓扑构成
2.1 系统级ISOP拓扑
2.2 储能模块级ISOS拓扑
2.3 基础级DC/DC变换器拓扑
2.3.1 Boost变换器工作原理
2.3.2 控制策略分析
2.4 储能模块的数学模型
2.5 本章小结
3 储能模块级ISOS控制策略
3.1 单端电压恒定工况
3.1.1 控制分析
3.1.2 仿真与实验验证
3.2 双端电压恒定工况
3.2.1 控制分析
3.2.2 仿真与实验验证
3.3 双端电流恒定工况
3.3.1 控制分析
3.3.2 仿真与实验验证
3.4 工况对比分析
3.5 本章小结
4 系统级ISOP控制策略
4.1 单端电压恒定工况
4.1.1 主从控制分析
4.1.2 仿真与实验验证
4.2 双端电压恒定工况
4.2.1 模块化控制分析
4.2.2 仿真分析
4.3 双端电流恒定工况
4.3.1 模块化控制分析
4.3.2 仿真分析
4.4 工况对比分析
4.5 本章小结
5 混合储能型直流变压器
5.1 混合储能型直流变压器拓扑结构
5.2 自适应功率分配控制策略
5.2.1 自适应控制分析
5.2.2 仿真分析
5.3 滑动平均滤波功率分配控制策略
5.3.1 滑动平均滤波分析
5.3.2 仿真分析
5.4 实验分析
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录A
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]开关变换器调制技术的分类与综述[J]. 周国华,赵泓博,毛桂华,周述晗,徐顺刚. 中国电机工程学报. 2018(21)
[2]新型无无功环流的双向隔离型DC/DC变换器[J]. 郭洪玮,吴学智,王伟,荆龙,王旭亮,武文. 中国电机工程学报. 2018(S1)
[3]输入串联输出串联型双向DC/DC变换器自适应均压控制策略研究[J]. 张颖,荆龙,吴学智,武文,魏梦航,姜久春. 电网技术. 2018(09)
[4]电力电子变压器在风力发电系统中的应用研究综述[J]. 关金萍,徐永海. 电工电能新技术. 2019(02)
[5]适用于多端直流输电系统的模块化多端口直流潮流控制器[J]. 武文,吴学智,荆龙,魏梦航,姜久春. 电工技术学报. 2019(03)
[6]基于分层优化的大容量混合储能系统能量管理策略[J]. 苏浩,张建成,王宁,郭伟. 高电压技术. 2018(04)
[7]混合储能在电力电子变压器中的应用[J]. 米根锁,魏宏斌. 电力系统及其自动化学报. 2018(01)
[8]直流配电网络架构与关键技术[J]. 马钊,焦在滨,李蕊. 电网技术. 2017(10)
[9]应用于交直流配电网的电力电子变压器[J]. 张爱萍,陆振纲,宋洁莹,刘海军,李卫国. 电力建设. 2017(06)
[10]多接口能源路由器主回路结构及功能仿真[J]. 田兵,雷金勇,郭晓斌,李鹏,刘志文. 电力系统自动化. 2017(10)
博士论文
[1]模块化多电平中低压直流变压器关键技术研究[D]. 王朝辉.浙江大学 2016
硕士论文
[1]交直流配电网网架优化规划及典型应用场景研究[D]. 王伟.北京交通大学 2018
[2]PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器研究[D]. 曹靖.西南交通大学 2018
[3]交直流配电网的故障分析与保护方法研究[D]. 丁凡凡.北京交通大学 2018
[4]全桥隔离型双向DC-DC变换器研究[D]. 李乾.北京交通大学 2018
[5]超级电容—蓄电池复合电源的双向DC/DC变换器功率分配策略设计研究[D]. 常守亮.江苏大学 2017
[6]LCC谐振DC/DC变换器控制策略研究[D]. 朱朱.东南大学 2016
[7]基于有源并联式混合储能技术的“友好型”模块化微电网技术研究[D]. 孙文川.山东大学 2015
[8]LCL复合谐振型双向全桥DC/DC变换器研究[D]. 施惠.重庆大学 2014
[9]电力电子变压器及其在电力系统中的应用[D]. 张晓东.山东大学 2012
本文编号：3643961
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