由直流調(diào)制AC-AC變換器連接的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器研究
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【摘要】:動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)主要功能在于補(bǔ)償輸電線路上的電壓跌落,從而減輕電壓波動(dòng)對(duì)于負(fù)載設(shè)備的影響。盡管如此,在實(shí)際應(yīng)用中仍需考慮其他方面因素。一般而言,動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器通過耦合變壓器連接到電力系統(tǒng)線路上,該變壓器主要作用為電壓泵升與電氣隔離。耦合變壓器的設(shè)計(jì)需要考慮通電運(yùn)行中短時(shí)間暫態(tài)下允許的電壓跌落、功率損失、相角條件和磁性元件飽和等諸多問題。出于避免上述諸多與變壓器相關(guān)繁瑣技術(shù)問題的目的,無耦合變壓器型動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器成為研究熱點(diǎn)。這樣以來可以提高DVR系統(tǒng)的可靠性和效率,同時(shí)降低經(jīng)濟(jì)成本。本文中提出利用基于DC-DC調(diào)制技術(shù)的AC-AC變換器裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器與電網(wǎng)連接的新設(shè)計(jì)方案。動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)作為串聯(lián)補(bǔ)償裝置向電網(wǎng)注入電壓用以補(bǔ)償瞬間電壓擾動(dòng)的影響。本文提出一種無邊壓器耦合的,具有靈活可變交流電壓增益并可用于消減相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間電壓跌落和過升的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器系統(tǒng)。通過使用基于DC-DC調(diào)制技術(shù)的AC-AC變換器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器與配電網(wǎng)的直接連接而無需使用昂貴、笨重的耦合變壓器,進(jìn)而消除與之相伴的磁化和畸變問題;贐uck、Boost、Buck-Boost三種DC-DC變換器拓?fù)溲葸M(jìn)而來的AC-AC變換器均可替代耦合變壓器,用于連接DVR設(shè)備與配網(wǎng)。這三種變換器的增益均只與每個(gè)控制周期的占空比d相關(guān),可以任意控制。其電壓增益的靈活可調(diào)程度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)變壓器裝置。通過仿真運(yùn)行,可以證明利用本文提出的基于DC-DC調(diào)制的AC-AC變換技術(shù)接入電網(wǎng)的DVR系統(tǒng)可以有效抵抗瞬間電壓波動(dòng),達(dá)到預(yù)期效果。針對(duì)本方案的研究分析由兩部分組成,分別是對(duì)DVR設(shè)備和連接變換器的模型研究;以及在PSIM環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況的仿真研究。
【關(guān)鍵詞】:動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR) 無耦合變壓器DVR 基于直流調(diào)制的交-交變換技術(shù) 電壓補(bǔ)償 電壓跌落
【學(xué)位授予單位】:上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TM46;TM761.12
【目錄】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-9
- ACKNOWLEDGEMENTS9-16
- ABBREVIATIONS16-17
- Ⅰ. INTRODUCTION17-22
- 1.1) GENERAL17-20
- 1.2) OBJECTIVES20-21
- 1.3) REPORT OUTLINE21-22
- Ⅱ. DYNAMIC VOLTAGE RESTORER OPERATION PRINCIPLES22-39
- 1. GENERAL PRINCIPLES OF TYPICAL DVR22-24
- 2. DVR COMPONENTS24-26
- 3. PRINCIPLE OF A COMPACT SINGLE PHASE DVR26-39
- 1. Presentation26-29
- 2. Main Components in Prototype29-39
- Ⅲ. DC-MODULATED AC/AC POWER CONVERSION TECHNIQUES39-55
- 1. PRESENTATION OF TRANSFORMER39-42
- 2. DC-MODULATED AC/AC CONVERTER42-46
- 3. OPERATION OF THE DC-MODULATED SINGLE PHASE AC/AC CONVERTER46-55
- Ⅳ. SINGLE-PHASE COMPACT DYNAMIC VOLTAGE RESTORER BASED ON DC-MODULATEDTECHNIQUE55-60
- Ⅴ. SIMULATION VALIDATION60-80
- 1. POWER SYSTEM AND CONTROLLER DETAILS60-62
- 2. VERIFICATION OF EFFECTIVENESS OF DVR LINKED TO DC-MODULATED AC/AC CONVERTERS62-80
- 1) Simulation of novel Compact DVR using a Perfect Transformer63-67
- 2) Simulation of novel Compact DVR using Buck-Type DC-modulation technique67-71
- 3) Simulation of novel Compact DVR using Boost-Type DC-modulation technique71-75
- 4) Simulation of novel Compact DVR using Buck-Boost-Type DC-modulation technique75-80
- Ⅵ. CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS80-82
- Ⅶ. REFERENCES82-89
- Ⅷ. APPENDIX89-97
- 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文97-98
- 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯決議書98
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2 張U,
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