為了應對越發(fā)嚴峻的能源危機和環(huán)境危機,發(fā)展可再生新能源已經成為世界各國的當務之急,中國作為世界上最大的發(fā)展中國家、最大的能源需求國,對可再生新能源的利用更加重視。新能源的發(fā)展對電網提出了更高的要求,傳統(tǒng)的交流電網在面對大規(guī)模高比例接入的新能源時存在一系列問題,新興的直流輸配電網則能夠較好地適應新能源,可作為最有應用前景的新能源接口。直流變壓器作為直流配電網中的核心裝置,其性能優(yōu)劣直接影響直流電網的發(fā)展,正引起學術界和產業(yè)界的廣泛關注。為了適應中低壓直流配電網,直流變壓器往往通過采用不同的拓撲結構來解決目前功率半導體器件電壓電流應力不足的問題,目前應用較為廣泛的是功率單元級聯(lián)型結構和模塊化多電平結構,兩種結構在實際應用中也存在問題:（1）功率模塊單元級聯(lián)型結構需要更好的均壓均流方案;（2）模塊化多電平結構的拓撲形式和控制方法尚不完善。本文針對這兩個問題開展了研究。針對功率模塊單元級聯(lián)型結構的均壓均流問題,本文具體以輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)（IPOS）的級聯(lián)型LLC諧振變換器為分析對象,首先從變換器的效率優(yōu)化出發(fā)提出了對級聯(lián)型變換器的多個隔離變壓器可采用磁集成方案來減小變壓器磁芯,提高變壓器的窗口... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球一次能源結構變化

璞�、照庙d缺戎爻中?黽櫻?屑浯⒛芑方諶縲畹緋�、�?兜縟蕕染?蟛糠?也是采用的直流電，大功率電力電子與柔性直流輸配電技術日臻成熟，區(qū)域直流配網已成為未來城市與工業(yè)園區(qū)配電系統(tǒng)建設的重要趨勢，這也為高比例可再生新能源的接入提供全新載體與技術選擇。目前我國已經有多條直流輸電網投運和在建，其中正在建設的張北可再生能源柔性直流電網示范工程是世界上首個環(huán)網狀直流輸電系統(tǒng)，支撐著2022年北京冬奧會供電和張北地區(qū)大規(guī)模清潔能源的開發(fā)利用，為風電、光伏等新能源的送出和消納提供了高效靈活的方案[9][10]。圖1-2所示是一典型的直流配電網示意圖，中壓10kV直流母線的引入，使得分布式新能源光伏、直流風電、燃料電池等產生的能量能夠高效地并入電網，同時通過交直流換電站、直流變壓器可以與中壓35kV交流電網、低壓375V直流電網形成互連，使分布式新能源的發(fā)電、輸電、用電協(xié)調有序。區(qū)域性的直流配電網能夠有效提高供電容量和電能質量，減小線路中無功功率的影響，降低電能損耗，作為高壓交直流輸電網和分布式新能源的有效接口，能夠充分發(fā)揮可再生能源的價值和效益，具有新能源并網、儲能接入以及交直流負載配電[11]等多方面的功能。圖1-2典型直流配電網示意圖直流配電網的穩(wěn)定運行離不開兩方面的因素，一是網側作為負載側能夠有效接收分布式新能源或儲能端并網的能量，二是網側作為源側能夠有效給直流負載側配電，而這兩方

器的存在，省去了交流電網母線的互連所需要的工頻變壓器，可以大幅度降低系統(tǒng)體積[12]。雖然直流變壓器中會采用大量功率半導體器件完成能量轉換，其效率和成本方面可能還不能和工頻變壓器比肩，但是中間直流變壓器可以實現(xiàn)變換器的輸入輸出完全解耦，前級的AC/DC、隔離級的DC/DC以及后級的DC/AC可以分別解耦控制，降低了控制難度，同時中間級的DC/DC變換器通過選取合適的拓撲和控制方式，能夠實現(xiàn)軟開關，降低損耗，前級的AC/DC、后級的DC/AC均可提供無功補償，提升電網質量，輸出電壓和輸出電流也能夠實現(xiàn)連續(xù)調節(jié)。圖1-3三級式電力電子變壓器結構綜上所述，在未來的能源結構變革中，可再生新能源將逐漸替代傳統(tǒng)能源成為新的能源發(fā)展方向。為了更好地利用可再生能源，避免可再生能源接入交流配電系統(tǒng)存在的固有問題，直流配電網正逐漸成為高比例可再生新能源接入的全新載體與技術選擇，其中直流變壓器作為新能源并入直流電網的關鍵技術正受到越來越多的關注與重視，一方面直流變壓器能夠解決如何更好地使中壓直流電網接入可再生新能源提供的能量，另一方面直流變壓器也能夠給用電側提供需求電壓等級的電網電壓，更好地消納能量。因此為了更好地適應未來中低壓直流配電系統(tǒng)的需求，針對于中低壓直流變壓器的研究具有重要的學術價值和工程價值。1.2中低壓直流變壓器的研究現(xiàn)狀隨著分布式新能源的大規(guī)模應用，尤其是分布式太陽能發(fā)電和風力發(fā)電的強勢發(fā)展，直流配電系統(tǒng)也已從起步階段進入到規(guī)模性實踐的階段，作為直流配電系統(tǒng)中必不可少的

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]MMC型柔性直流輸電系統(tǒng)建模、安全穩(wěn)定分析與故障穿越策略研究[D]. 肖亮.浙江大學 2019
[2]模塊化多電平中低壓直流變壓器關鍵技術研究[D]. 王朝輝.浙江大學 2016



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