本文關(guān)鍵詞：級(jí)聯(lián)型固態(tài)變壓器故障檢測與容錯(cuò)技術(shù)研究

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【摘要】：近年來,隨著新能源與分布式發(fā)電的興起以及智能電網(wǎng)這一概念的提出,電力電子變壓器將在電力系統(tǒng)中發(fā)揮日益重要的作用。目前電力電子裝置廣泛應(yīng)用于航空航天器及各種工業(yè)設(shè)備,其可靠性問題已成為保障航天器或工業(yè)設(shè)備安全運(yùn)行的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。電力電子變壓器作為一種電力電子裝置,其故障檢測技術(shù)與容錯(cuò)控制技術(shù)具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本文首先對(duì)電力電子變壓器的發(fā)展與原理作出介紹,并對(duì)電力電子裝置的故障檢測與容錯(cuò)控制進(jìn)行了概括與綜述,并提出了一種典型級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器結(jié)構(gòu)。針對(duì)此結(jié)構(gòu),首先對(duì)輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)分別建立了數(shù)學(xué)模型,并在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上研究了各級(jí)典型的控制策略。其次,本文針對(duì)級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器的輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)分別研究了相應(yīng)的故障檢測方法與容錯(cuò)控制方法。在故障檢測技術(shù)方面,輸入級(jí)分別采用基于開關(guān)諧波分析的方法與基于脈沖電壓比較的方法,兩種方法都是以H橋單元為檢測單位；輸出級(jí)采用一種基于Park變換與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障檢測方法,通過對(duì)三相輸出電流的處理與分析確定故障類型。在容錯(cuò)控制技術(shù)方面,輸入級(jí)一個(gè)H橋單元與中間級(jí)一個(gè)DAB單元作為一個(gè)容錯(cuò)單元,并采用結(jié)合直流側(cè)優(yōu)化的雙零序電壓注入法進(jìn)行容錯(cuò)控制,通過注入零序電壓實(shí)現(xiàn)各相功率的重新分配；輸出級(jí)采用三相四開關(guān)的容錯(cuò)重構(gòu)結(jié)構(gòu),通過七段式SVPWM調(diào)制實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)運(yùn)行。本文通過MATLAB/Simulink平臺(tái)建立了級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器模型,對(duì)文中研究的級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器控制策略的仿真驗(yàn)證了其工作性能。文中提出的各故障檢測方法與容錯(cuò)控制方法也均通過仿真進(jìn)行了驗(yàn)證,輸入級(jí)及輸出級(jí)的軟件故障檢測方法均可用于在線故障檢測,各級(jí)的容錯(cuò)控制策略也證明了其正確性及可行性。
【關(guān)鍵詞】：電力電子變壓器 H橋級(jí)聯(lián) 故障檢測 容錯(cuò)控制 開關(guān)諧波 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM407
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景與研究意義8-9
• 1.2 電力電子變壓器9-12
• 1.2.1 電力電子變壓器基本工作原理10-11
• 1.2.2 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器11-12
• 1.3 電力電子裝置故障檢測與容錯(cuò)技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 電力電子裝置故障檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 電力電子裝置容錯(cuò)技術(shù)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本論文主要工作14-16
• 第二章 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器建模與控制16-42
• 2.1 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器主電路拓?fù)?/span>16-17
• 2.2 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器建模17-25
• 2.2.1 級(jí)聯(lián)H橋單元建模17-19
• 2.2.2 雙向主動(dòng)全橋變換器建模19-23
• 2.2.3 三相逆變器建模23-25
• 2.3 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器控制25-40
• 2.3.1 級(jí)聯(lián)型PWM整流器控制25-28
• 2.3.1.1 H橋單元整流控制25-27
• 2.3.1.2 載波移相SPWM調(diào)制27-28
• 2.3.2 雙向主動(dòng)全橋變換器控制28-32
• 2.3.2.1 軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)條件28-30
• 2.3.2.2 DAB變換器并聯(lián)移相控制策略30-32
• 2.3.3 三相逆變器控制32-34
• 2.3.4 仿真分析34-40
• 2.3.4.1 輸入級(jí)仿真35-36
• 2.3.4.2 雙向主動(dòng)全橋變換器仿真36-37
• 2.3.4.3 三相逆變器仿真37-39
• 2.3.4.4 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器整體仿真39-40
• 2.4 本章小結(jié)40-42
• 第三章 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器故障檢測42-64
• 3.1 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器硬件故障檢測和保護(hù)42-43
• 3.2 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器輸入級(jí)軟件故障檢測43-53
• 3.2.1 基于開關(guān)諧波分析的故障檢測方法43-50
• 3.2.1.1 基于開關(guān)諧波分析的故障檢測原理43-46
• 3.2.1.2 基于開關(guān)諧波分析的故障檢測方法實(shí)現(xiàn)46-48
• 3.2.1.3 仿真結(jié)果分析48-50
• 3.2.2 基于脈沖電壓比較的故障檢測方法50-53
• 3.2.2.1 基于脈沖電壓比較的故障檢測原理50-52
• 3.2.2.2 仿真結(jié)果分析52-53
• 3.3 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器輸出級(jí)軟件故障檢測53-62
• 3.3.1 電流診斷法與電壓診斷法53-54
• 3.3.2 基于Park變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障檢測方法54-59
• 3.3.2.1 IGBT開路故障類型54-55
• 3.3.2.2 Park變換算法故障檢測原理55-57
• 3.3.2.3 利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定F1、F257-58
• 3.3.2.4 利用邏輯判斷確定F358-59
• 3.3.3 仿真結(jié)果分析59-62
• 3.4 本章小結(jié)62-64
• 第四章 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器容錯(cuò)控制64-86
• 4.1 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器輸入級(jí)及中間級(jí)容錯(cuò)控制64-78
• 4.1.1 級(jí)聯(lián)型PWM變換器容錯(cuò)技術(shù)64-67
• 4.1.1.1 級(jí)聯(lián)型PWM變換器容錯(cuò)技術(shù)特點(diǎn)64-65
• 4.1.1.2 H橋單元旁路實(shí)現(xiàn)方法及裝置可靠性65-67
• 4.1.2 結(jié)合直流側(cè)優(yōu)化的雙零序電壓注入容錯(cuò)控制67-78
• 4.1.2.1 雙零序電壓注入法的數(shù)學(xué)分析67-70
• 4.1.2.2 直流側(cè)優(yōu)化控制70-73
• 4.1.2.3 容錯(cuò)控制方法的實(shí)現(xiàn)73-75
• 4.1.2.4 仿真結(jié)果分析75-78
• 4.2 級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器輸出級(jí)容錯(cuò)控制78-85
• 4.2.1 三相四開關(guān)容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的SVPWM控制原理78-83
• 4.2.2 三相四開關(guān)容錯(cuò)結(jié)構(gòu)SVPWM仿真分析83-85
• 4.3 本章小結(jié)85-86
• 第五章 總結(jié)與展望86-88
• 5.1 全文總結(jié)86
• 5.2 工作展望86-88
• 致謝88-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 作者簡介94

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本文編號(hào)：821313