新型电力电子变压器拓扑与控制策略研究

发布时间：2023-03-12 02:18

　　随着现代电网的不断发展,越来越多的分布式发电系统和分布式储能系统需要同电网相连接。新能源发电系统并网时,需要接口设备提供无功功率补偿、电压调整、智能能量管理和即插即用等功能。由于传统的变压器功能有限,无法提供上述的功能,因此本文中介绍了一种新型的电力电子变压器来替代传统变压器作为新能源发电系统并网的接口设备。 所谓电力电子变压器,是一种把高频变换技术和电力电子变换技术相结合,来实现电压等级变换和电气隔离等功能的静止电气设备。由于目前电力电子器件耐压等级的限制,电力电子变压器应用于高压场合时需要采用多个低压模块级联的结构。模块级联型电力电子变压器面临的主要问题之一是各级联模块之间的均压问题,各模块之间电压不均衡会导致开关器件上承受的电压超过其耐压值,造成开关器件的损坏。本文主要研究在模块级联型PWM整流级实现各级联模块的均压问题。 本文中首先综述了电力电子变压器和模块级联型PWM整流器的研究背景与发展现状,通过与传统变压器的对比可以看出电力电子变压器具有传统变压器不具备的优点。介绍了电力电子变压器的几种典型拓扑结构,并对其工作原理和控制策略进行了分析。在此基础上,分析了模块级联型PWM整...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 电力电子变压器的发展
        1.2.1 传统变压器的缺点
        1.2.2 电力电子变压器发展历史
        1.2.3 电力电子变压器的优点
    1.3 电力电子变压器的工作原理和分类
        1.3.1 电力电子变压器的工作原理
        1.3.2 电力电子变压器的分类
    1.4 模块级联型电力电子变压器
    1.5 本文主要内容
第2章 模块级联型整流器的工作原理分析
    2.1 单相PWM整流器工作原理
        2.1.1 单相H桥型PWM整流器拓扑结构
        2.1.2 单相H桥型PWM整流器的工作模态
    2.2 模块级联型PWM整流器工作原理
        2.2.1 载波移相调制
        2.2.2 各级联H桥模块工作模式
    2.3 本章小结
第3章 模块级联型整流器建模与控制
    3.1 单相D-Q矢量变换
    3.2 基于单相D-Q矢量变换的共同占空比控制方法
    3.3 电压均衡控制方法
    3.4 电压均衡控制的局限性
    3.5 本章小结
第4章 实验电路硬件设计与软件设计
    4.1 实验系统的设计指标和总体结构
    4.2 功率电路设计
    4.3 控制电路的设计
        4.3.1 采样电路
        4.3.2 调理电路
        4.3.3 驱动电路
    4.4 软件设计
    4.5 本章小结
第5章 仿真与硬件实验结果
    5.1 仿真结果及分析
        5.1.1 基于单相D-Q变换的共同占空比控制仿真结果
        5.1.2 电压均衡控制仿真结果
    5.2 硬件实验结果
        5.2.1 基于单相D-Q变换的共同占空比控制硬件实验结果
        5.2.2 电压均衡控制硬件实验结果
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
在读期间参与的科研项目
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3760733