本文關(guān)鍵詞：級聯(lián)型電力電子變壓器均壓均流控制策略研究

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【摘要】：電力變壓器是輸、配電系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一,直接影響著供電的可靠性和電能質(zhì)量。傳統(tǒng)變壓器存在諸如可控性差、沒有直流接口和儲能能力等缺點(diǎn),難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的需求。因此,本文研究了一種三級式ISOP(輸入串聯(lián)、輸出并聯(lián))型電力電子變壓器,通過采用一種改進(jìn)的控制策略,克服了傳統(tǒng)控制方案的一些缺點(diǎn),達(dá)到了調(diào)節(jié)功率因數(shù),改善電能質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電壓平衡和功率平衡的目的。分析了級聯(lián)H橋整流器的基本原理,采用狀態(tài)空間平均法在d-q坐標(biāo)系下建立其交流小信號模型。對基于單相d-q矢量共同占空比控制策略進(jìn)行閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì),并通過仿真實(shí)現(xiàn)了該控制方案。針對系統(tǒng)輸入級傳統(tǒng)控制策略存在的控制復(fù)雜、動態(tài)響應(yīng)較慢的問題,設(shè)計(jì)了一種基于準(zhǔn)比例諧振控制器的共同占空比控制策略,并為了改善系統(tǒng)輸入電流畸變的問題,在電壓閉環(huán)控制中引入了一個100Hz的陷波器。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的控制方案可以有效的改善系統(tǒng)輸入級控制性能。同時(shí)針對兩模塊間電壓不平衡的問題,設(shè)計(jì)了一種帶均壓環(huán)的三環(huán)控制策略。在傳統(tǒng)移相控制方式下,詳細(xì)分析了雙有源橋(Dual Active Bridge,簡稱DAB)DC-DC變換器的工作過程,建立了DAB的交流小信號模型。針對DAB并聯(lián)結(jié)構(gòu)功率均衡問題,設(shè)計(jì)了一種功率均衡控制策略,通過在隔離級進(jìn)行均壓控制,整流級調(diào)節(jié)功率平衡,避免了對DAB結(jié)構(gòu)中的高頻電流分量的采樣,實(shí)現(xiàn)了無電流傳感器功率均衡控制,并通過仿真驗(yàn)證了該控制策略。仿真結(jié)果表明,在該控制策略下,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電壓平衡與功率平衡,DAB輸出電壓中的二次諧波含量得到改善。搭建了ISOP型電力電子變壓器的實(shí)驗(yàn)平臺,完成了系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)工作。對所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)控制策略:輸入級采用帶100Hz陷波器的準(zhǔn)PR控制器共同占空比控制策略,隔離級采用改進(jìn)的無電流傳感器間接功率平衡控制,進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：級聯(lián)型電力電子變壓器 單相d-q矢量控制 準(zhǔn)比例諧振控制器 無電流傳感器 電壓平衡 功率平衡
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題的背景和意義9-11
• 1.2 電力電子變壓器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 級聯(lián)型PET結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 ISOP型PET結(jié)構(gòu)輸入級研究18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 級聯(lián)H橋整流器基本原理分析18-21
• 2.2.1 單相PWM整流器與調(diào)制策略18-20
• 2.2.2 級聯(lián)H橋整流器調(diào)制技術(shù)分析20-21
• 2.3 級聯(lián)H橋整流器建模與控制21-29
• 2.3.1 級聯(lián)H橋整流器建模21-25
• 2.3.2 基于單相d-q矢量共同占空比控制策略25-26
• 2.3.3 閉環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)26-29
• 2.4 仿真分析29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于改進(jìn)型控制策略的級聯(lián)H橋研究31-42
• 3.1 引言31
• 3.2 基于準(zhǔn)比例諧振控制器的級聯(lián)H橋控制策略31-36
• 3.2.1 PI控制器與PR控制器31-32
• 3.2.2 準(zhǔn)PR控制器的分析32-33
• 3.2.3 基于準(zhǔn)PR控制器的共同占空比控制33-34
• 3.2.4 仿真分析34-36
• 3.3 改進(jìn)的準(zhǔn)PR控制器共同占空比控制策略36-38
• 3.4 帶均壓環(huán)的準(zhǔn)PR控制策略研究38-41
• 3.4.1 基于準(zhǔn)PR控制器的均壓控制策略38-39
• 3.4.2 電壓均衡局限性分析39-40
• 3.4.3 仿真分析40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 ISOP型PET結(jié)構(gòu)隔離級的研究42-56
• 4.1 引言42
• 4.2 雙有源橋DC-DC變換器42-46
• 4.2.1 DAB基本工作原理分析42-45
• 4.2.2 DAB結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型45-46
• 4.3 DAB并聯(lián)控制策略研究46-52
• 4.3.1 無電流傳感器間接功率均衡控制47
• 4.3.2 閉環(huán)控制器設(shè)計(jì)47-49
• 4.3.3 仿真分析49-52
• 4.4 改進(jìn)的無電流傳感器間接功率均衡控制策略52-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)56-65
• 5.1 引言56
• 5.2 系統(tǒng)功率電路參數(shù)設(shè)計(jì)56-58
• 5.2.1 輸入級電路參數(shù)設(shè)計(jì)56-58
• 5.2.2 隔離級電路參數(shù)設(shè)計(jì)58
• 5.3 系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)58-62
• 5.3.1 采樣及信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)58-60
• 5.3.2 DAB模塊驅(qū)動電路設(shè)計(jì)60
• 5.3.3 軟件部分設(shè)計(jì)60-62
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析62-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71

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