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1、電力電子變壓器(Power Electronic Transformer,PET)作為一種新型電力變壓器,通過在常規(guī)電力變壓器基礎(chǔ)上,引入電力電子變換技術(shù),克服了傳統(tǒng)變壓器的一些固有缺點(diǎn),使變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)電壓和電流可以靈活控制,從而具備了解決現(xiàn)代電力系統(tǒng)面臨的許多新問題的潛力。
本文介紹了H橋級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理及優(yōu)點(diǎn),重點(diǎn)對(duì)電力電子變壓器的相關(guān)控制策略進(jìn)行了研究。首先,詳細(xì)分析了單相PWM整流橋、
2、帶變壓器的隔離型雙向DC-DC變換器和三相逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理及各個(gè)開關(guān)模態(tài)。進(jìn)而通過虛擬軸的構(gòu)造,提出了基于單相D-Q變換的單相PWM整流橋的電壓電流雙閉環(huán)解耦控制,使電流快速準(zhǔn)確的跟蹤指令電流,實(shí)現(xiàn)了輸入電壓電流的同相位。然后提出了隔離型雙向DC-DC的移相角控制,實(shí)現(xiàn)了功率的雙向流動(dòng)可控,并分析了功率的最大傳輸點(diǎn)。最后提出了基于LC濾波器的三相逆變器的電壓電流雙閉環(huán)解耦控制,使逆變器具有良好的動(dòng)態(tài)性能,實(shí)現(xiàn)了輸出電壓的低畸變
3、率。
此外,針對(duì)各H橋硬件之間存在的差異導(dǎo)致的各 H橋直流側(cè)電壓的不平衡,提出了級(jí)聯(lián)H橋直流側(cè)電壓均衡控制,通過在各H橋的控制上疊加修正量,實(shí)現(xiàn)了電容電壓之間的平衡。針對(duì)各個(gè)雙主動(dòng)橋(Dual Active Bridge,DAB)之間存在的硬件差異,導(dǎo)致的各DAB單元功率流動(dòng)的不平衡,提出了DAB功率均衡控制,通過在各DAB的移相角上疊加修正量,實(shí)現(xiàn)各DAB之間的傳輸功率平衡。PET在負(fù)載突變時(shí),輸入級(jí)和隔離級(jí)對(duì)輸出功率的改變
4、響應(yīng)較為緩慢,會(huì)出現(xiàn)直流側(cè)電壓波動(dòng)和輸出電壓畸變,針對(duì)此問題,基于PET輸入輸出功率守恒提出了PET前饋控制,通過將PET負(fù)載功率前饋到輸入級(jí)和隔離級(jí),提高了輸入級(jí)和隔離級(jí)對(duì)PET負(fù)載突變的響應(yīng)能力,增強(qiáng)了PET的穩(wěn)定性。搭建了仿真模型并驗(yàn)證了上述控制策略的可行性。
以DSP和FPGA為開發(fā)平臺(tái),本文介紹了電力電子變壓器的硬件和軟件方面的設(shè)計(jì)。首先給出了主電路的總體控制結(jié)構(gòu)和輸入、隔離、輸出級(jí)的參數(shù)設(shè)計(jì)方法,然后介紹了包括電壓
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