隨著國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)苛,電網(wǎng)電壓的驟升驟降、畸變甚至斷電都會(huì)嚴(yán)重影響用電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為滿足電力用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求并保證對(duì)關(guān)鍵用戶的不間斷供電,不間斷電源(Uninterrupted Power Supply,UPS)應(yīng)運(yùn)而生。目前市場(chǎng)上應(yīng)用較為廣泛的是串并聯(lián)補(bǔ)償式UPS,然而由于工頻變壓器的使用使其體積較大,同時(shí)增加了系統(tǒng)的重量,不利于高頻化與模塊化的實(shí)現(xiàn)。本文對(duì)基于雙向全橋高頻隔離的單相串并補(bǔ)償式UPS(簡(jiǎn)稱為高頻串并補(bǔ)償式UPS)的特性進(jìn)行了研究。本文首先對(duì)基于雙向全橋高頻隔離的單相串并補(bǔ)償式UPS的結(jié)構(gòu)組成及各部分的功能進(jìn)行了分析,并對(duì)比分析了直接控制策略和間接控制策略,指出直接控制策略是更適合于UPS的控制方案,當(dāng)電網(wǎng)斷電或故障時(shí),不用切換控制模式而直接為負(fù)載供電�；谥苯涌刂撇呗�,分析了系統(tǒng)的工作原理、不同電網(wǎng)狀態(tài)條件下系統(tǒng)的能量流動(dòng),并對(duì)不同電網(wǎng)狀態(tài)下蓄電池的充放電進(jìn)行了研究。為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)能量的雙向流動(dòng)、維持輸出功率恒定及網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)等控制目標(biāo),分別對(duì)串聯(lián)、并聯(lián)和雙向全橋高頻隔離DC-DC變換器進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,并根據(jù)變換器的數(shù)學(xué)模型和控制目標(biāo),給出了相應(yīng)的控制策略。在并聯(lián)變換器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,提出了適應(yīng)不同負(fù)載條件下的控制策略,重點(diǎn)對(duì)雙閉環(huán)PI和準(zhǔn)PR控制進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證。在串聯(lián)變換器的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,給出了電網(wǎng)電流基準(zhǔn)值的計(jì)算方法及高壓側(cè)直流母線電壓的控制策略。將三重移相控制策略應(yīng)用于雙向DC-DC變換器中,能夠使系統(tǒng)的控制更加靈活、減小系統(tǒng)的回流功率并能夠擴(kuò)大系統(tǒng)的軟開關(guān)范圍,之后分析了雙向DC-DC變換器的功率傳輸、無功環(huán)流以及軟開關(guān)特性。最后,利用MATLAB/Simulink對(duì)高頻串并補(bǔ)償式UPS進(jìn)行仿真驗(yàn)證,并搭建了基于DSP TMS320F28335的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),給出了系統(tǒng)的硬件參數(shù)。通過仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所給拓?fù)涞目尚行�、理論分析的正確性以及控制策略的有效性。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN86
【部分圖文】：

電網(wǎng)通過交流穩(wěn)壓裝置的處理后直當(dāng)于一個(gè)性能較差的穩(wěn)壓器；輸出電壓的質(zhì)量同能實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的調(diào)節(jié)，供電質(zhì)量不高。同時(shí)電池充電；當(dāng)電網(wǎng)掉電時(shí)，蓄電池通過逆變器直接整流模式向逆變模式的切換，大約需要 4ms 的切式在轉(zhuǎn)換時(shí)間上有了一定的改善。在線互動(dòng)式對(duì)含量較低[14-15]。 UPS變換式 UPS 的簡(jiǎn)化電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

壓正常供電時(shí)，電網(wǎng)通過交流穩(wěn)壓裝置的處理后直接相當(dāng)于一個(gè)性能較差的穩(wěn)壓器；輸出電壓的質(zhì)量同樣不能實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的調(diào)節(jié)，供電質(zhì)量不高。同時(shí)電網(wǎng)電池充電；當(dāng)電網(wǎng)掉電時(shí)，蓄電池通過逆變器直接給由整流模式向逆變模式的切換，大約需要 4ms 的切換備式在轉(zhuǎn)換時(shí)間上有了一定的改善。在線互動(dòng)式對(duì)電網(wǎng)波含量較低[14-15]。式 UPS雙變換式 UPS 的簡(jiǎn)化電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

償式 UPS 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包括串、并聯(lián)變換器、工頻變壓換器通過變壓器直接與電網(wǎng)串聯(lián)，用來解決電網(wǎng)側(cè)的電接與負(fù)載并聯(lián)，用來解決負(fù)載側(cè)的電能質(zhì)量問題，當(dāng)聯(lián)變換器提供負(fù)載所需的全部功率[17]。聯(lián)補(bǔ)償式 UPS 中串聯(lián)變換器的功能主要包括： 的電網(wǎng)電流進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)的單位功率因數(shù)[18HD。電壓波動(dòng)時(shí)，與并聯(lián)變換器一起完成對(duì)電網(wǎng)輸入電壓流母線電壓，根據(jù)需要對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電控制。聯(lián)補(bǔ)償式 UPS 中并聯(lián)變換器的功能主要包括：統(tǒng)的輸出電壓，保證較低的電壓 THD 并對(duì)負(fù)載電流的變換器一起對(duì)輸入、輸出的電壓差值進(jìn)行補(bǔ)償。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2882203