隔离型混合模块化多电平DC/DC变换器研究

发布时间：2022-07-01 09:56

　　在新能源并网系统中,使用直流电网技术能够有效提高电网稳定性和可靠性。高压大功率DC/DC变换器作为直流电网的重要基础和关键设备受到广泛关注。本文针对隔离型模块化多电平DC/DC变换器（Isolated Modular Multilevel DC/DC Converter,IMMDC）的新型拓扑,分析其工作原理,研究其工作特性和相应的控制策略。本文从典型MMC-BUCK拓扑入手分析模块链的工作方式,提出可以将模块链视为广义开关,其对外工作特性和分析方法类似于传统开关。在此基础上,给出了两种IMMDC拓扑,包括模块化多电平双有源桥和隔离型混合模块化多电平DC/DC变换器（Isolated Hybrid Modular Multilevel DC/DC Converter,IHMMDC）。通过对比分析发现IHMMDC在同等条件下具有更低的电压应力和更好的控制自由度。本文通过直流等效电路和交流等效电路分析,简化了IHMMDC拓扑并解释了其功率传输的机理。接着本文提出了一种模块链双周期控制方法使得输入侧直流母线电容电压均衡。在此基础上,详细分析了移相加PWM控制下IHMMDC的工作原理和工作特性... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 直流输电及直流电网
    1.3 高压大功率DC/DC变换器的研究现状
    1.4 本文的研究内容和意义
2 隔离型模块化多电平DC/DC变换器拓扑推导
    2.1 典型MMC拓扑分析
    2.2 隔离型模块化多电平DC/DC变换器的推导
    2.3 本章小结
3 IHMMDC的数学模型及控制策略
    3.1 直流与交流等效电路分析
    3.2 输入母线电容平衡的模块链驱动设计
    3.3 稳态工作分析及传输功率计算
    3.4 HBSM电容电压平衡策略
    3.5 软开关特性
    3.6 仿真验证
    3.7 本章小结
4 IHMMDC硬件和软件设计
    4.1 主电路参数设计
    4.2 控制系统结构
    4.3 控制系统软件设计
    4.4 本章小结
5 样机平台和实验验证
    5.1 样机平台
    5.2 实验结果
    5.3 本章小结
6 结束语
    6.1 全文总结
    6.2 下一步工作
致谢
参考文献
附录 攻读学位期间发表的论文及参与研究的课题



本文编号：3654024