多端口电力电子变压器控制策略研究

发布时间：2025-05-01 10:06

　　随着新能源的普及,适应于交直流混合配电网的电力电子变压器的研究受到越来越多的关注。多端口电力电子变压器具有更灵活多变、应用场景广泛的优势。本文以三端口隔离型双向DC/DC变换器和三相DC/AC变换器为基础模块,通设计了一种多端口电力电子变压器。并依托于实际项目,进行了硬件电路和软件程序设计,完成了样机研制和实验验证。(1)对核心模块三端口隔离型双向DC/DC变换器的工作特性进行分析。基于其工作特性,推导了各端口功率与端口间移相角的时域关系。进而进行了小信号建模,并引入了单位阵解耦法进行解耦。在进行解耦时,解耦参数随稳态点的改变而实时改变,而解耦矩阵参数需对模型参数求逆,这会带来奇异稳态工作点的问题。其次,还存在端口功率与移相角之间存在二义性的问题。因此,本文推导了进行解耦控制时的移相角最大有效范围,并通过不同的移相角限制策略以避免上述两个问题。随后,由于解耦矩阵的实时性,本文引入神经网络代替传统查表法进行解耦,避免了因表格维度问题带来的内存限制。最后,并通过实验和仿真验证了所提方法的有效性与可行性。(2)设计了多端口电力电子变压器的组成方式,分析了系统另一模块DC/AC的控制策略。基于两...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1基于电能变换环节数量的PET分类图

三级型PET的经典拓扑如图1.2所示[17]。由其拓扑可明显看出,三级型PET结构过于简单,虽然易于实现高效率运行,但是无法提供直流电源,不具备连接交直流混合能源或负载的功能。四级型PET主要用于早年的机车牵引系统,在后期,研究热点主要集中于五级型PET[1]。图1.2三级型PE....

图1.2三级型PET经典结构图

图1.1基于电能变换环节数量的PET分类图国内关于五级型PET的研究取得了一定的成就。其中,基于级联H桥(CascadedH-Bridge,CHB)的五级型PET,在输入侧可承受高压,可实现较大等级电压的变换,且CHB模块易拓展、易设计。因此,基于CHB的五级型PET是最常用的....

图1.3基于MMC的三相PET电路拓扑结构原理图

国内关于五级型PET的研究取得了一定的成就。其中,基于级联H桥(CascadedH-Bridge,CHB)的五级型PET,在输入侧可承受高压,可实现较大等级电压的变换,且CHB模块易拓展、易设计。因此,基于CHB的五级型PET是最常用的五级型拓扑结构[18]。湖南大学基于包含C....

图1.4基于NPC的五级型PET拓扑结构

而国外关于五级型PET的研究也取得了较为突出的成果。其中,美国电科院基于中点箝位(NeutralPointClamped,NPC)研制的样机,使用更少的功率器件,具备更高的功率密度,其拓扑结构如图1.4所示[23-24]。ABB、西门子等公司则基于CHB模块研制出了用于机车牵....

本文编号：4042094