固態(tài)變壓器（Solid State Transformer,SST）作為一種新型的電能轉(zhuǎn)換裝置,在智能電網(wǎng)和分布式電源中具有重要的研究價值。受限于常規(guī)硅器件的耐壓水平,迄今為止,學(xué)者們對SST的研究大多集中于模塊級聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、級聯(lián)各模塊間的均壓均功率等問題,但是較多的模塊數(shù)量增加了系統(tǒng)的體積與重量。隨著寬禁帶半導(dǎo)體器件碳化硅（SiC）技術(shù)的進(jìn)步,SST的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以大大簡化,電壓和功率額定值有望推到更高的水平,從而使得SST朝著高轉(zhuǎn)換效率、高功率密度的方向發(fā)展。本文通過對DAB變換器與交錯并聯(lián)Buck電路進(jìn)行開關(guān)管復(fù)用,提出了一種新型的單級高頻鏈SST拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可用于交直流混合配電網(wǎng)之中。該SST采用開關(guān)管復(fù)用減小了功率開關(guān)器件的數(shù)量,降低成本的同時可以實現(xiàn)高功率密度和能量的雙向傳輸。為了減小SST中開關(guān)器件（IGBT）的導(dǎo)通損耗,在擴展移相控制（EPS）的基礎(chǔ)上,提出了一種整流平均電流優(yōu)化混合調(diào)制策略。通過切換不同的控制模式,在不同的傳輸功率和電壓增益下,選取多組橋內(nèi)移相角進(jìn)行分段調(diào)制,始終保持SST電感的平均電流值最小,減小了由電感平均電流值所帶來的IGBT功率損耗,從而提高了SS... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 固態(tài)變壓器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 固態(tài)變壓器應(yīng)用器件的發(fā)展
        1.2.2 固態(tài)變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)展
        1.2.3 單級型固態(tài)變壓器的研究現(xiàn)狀
    1.3 固態(tài)變壓器中雙有源橋變換器研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究意義及研究內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第2章 單級高頻率SST拓?fù)浼捌涔ぷ髟?br>    2.1 單級高頻率SST電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    2.2 單級高頻率SST拓?fù)涔ぷ髟?br>        2.2.1 SST調(diào)制策略分析
        2.2.2 SST工作模式分析
        2.2.3 SST工作過程分析
    2.3 功率傳輸特性分析
    2.4 功率器件電壓電流應(yīng)力分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 整流平均電流效率優(yōu)化調(diào)制策略
    3.1 開關(guān)器件導(dǎo)通特性分析
    3.2 單級SST電感電流情況分析
        3.2.1 模式（I）A電感電流情況
        3.2.2 模式（II）A電感電流情況
        3.2.3 模式（III）A電感電流情況
    3.3 整流平均電流數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)
    3.4 整流平均電流優(yōu)化調(diào)制策略
    3.5 本章小結(jié)
第4章 硬件設(shè)計與系統(tǒng)控制策略
    4.1 硬件電路設(shè)計
        4.1.1 變壓器的設(shè)計
        4.1.2 電感的設(shè)計
        4.1.3 電容器的選擇
        4.1.4 開關(guān)器件IGBT的選擇
    4.2 系統(tǒng)控制策略
        4.2.1 橋間移相角補償措施
        4.2.2 橋間移相角補償閉環(huán)控制策略
    4.3 本章小結(jié)
第5章 仿真與實驗驗證
    5.1 仿真驗證
    5.2 實驗驗證
        5.2.1 實驗波形分析
        5.2.2 效率對比分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氮化鎵（GaN）:5G時代提高射頻前端和無線充電效率的新元素[J].   半導(dǎo)體信息. 2019(05)
[2]基于MMC的配電網(wǎng)電力電子變壓器接地設(shè)計及故障特性分析[J]. 周廷冬,徐永海,呂曉慧.  電網(wǎng)技術(shù). 2017(12)
[3]逆導(dǎo)型IGBT的發(fā)展及其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 李曉平,劉江,趙哿,高明超,王耀華,金銳,溫家良.  智能電網(wǎng). 2017(01)
[4]級聯(lián)型電力電子變壓器電壓與功率均衡控制方法[J]. 王杉杉,王玉斌,林意斐,于程皓,李厚芝.  電工技術(shù)學(xué)報. 2016(22)
[5]SiC功率器件應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 漆宇,李彥涌,胡家喜,范偉,唐威.  大功率變流技術(shù). 2016(05)
[6]IGBT和IPM發(fā)展趨勢及原理介紹[J]. 遲恒.  通訊世界. 2016(12)
[7]基于MMC結(jié)構(gòu)的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制策略研究[J]. 孫廣星,茍銳鋒,孫偉.  高壓電器. 2016(01)
[8]綜合能源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)簡述[J]. 余曉丹,徐憲東,陳碩翼,吳建中,賈宏杰.  電工技術(shù)學(xué)報. 2016(01)
[9]面向中高壓智能配電網(wǎng)的電力電子變壓器研究[J]. 李子欣,王平,楚遵方,朱海濱,李耀華.  電網(wǎng)技術(shù). 2013(09)
[10]全橋雙向DC/DC變換器移相控制策略的改進(jìn)[J]. 刁卓,孫旭東.  電力電子技術(shù). 2011(09)



本文編號：2966945