模块级联固态变压器拓扑分析与控制策略研究.docx

模块级联固态变压器拓扑分析与控制策略研究近年来 , 国家一直在倡导使用新能源, 其中风力发电和光伏发电是新能源的主要组成部分 , 而风力发电和光伏发电等分布式发电系统并入电网需要交直流接口 , 但是传统电力变压器不具有这些接口 , 所以需要一种新型的变压器来取代传统电力变压器。固态变压器 (SST)具有交直流接口 , 并且可以保证分布式发电系统并网后电网稳定运行。所以 , 开展固态变压器的研究工作是十分必要的。本文介绍了固态变压器(SST) 的国内外发展现状 , 列举了一些拓扑结构 , 比较了每种拓扑结构的优缺点,根据课题的需要 , 将级联型固态变压器的经典三级式拓扑结构作为本文的主要研究结构首先 , 对单相整流器进行了建模分析, 建立了单相整流器的双闭环控制系统。在此基础上 , 建立了级联整流器的数学模型和双闭环共同占空比控制系统,该控制系统不仅可以实现输出电压均衡, 还可以在负载变化时保持输出电压稳定。其次 , 建立了隔离级的数学模型, 采用单移相控制策略 ; 在同相内 , 提出了四种隔离级的拓扑结构 , 在能量正反向流动的情况下对这四种拓扑结构进行了仿真分析,通过分析结果可知 , 高频变压器原副边均使用并联的拓扑结构比其他三种结构更有优势 ; 在此基础上 , 对每个 DAB模块使用一个高频变压器的拓扑结构、同相内每三个 DAB模块使用一个高频变压器的拓扑结构、所有 DAB模块共用一个高频变压器的拓扑结构进行了对比仿真, 通过对比分析可知 , 所有 DAB模块共用一个三相高频变压器的拓扑结构与其他两种拓扑结构相比, 更具有优势。最后 , 分析了输出级的数学模型, 采用模糊控制策略 , 建立了基于 SVPWM调制策略的模糊控制系统。本文根据计算出来的主电路的参数, 建立了各级的仿真模型 , 在输入级、隔离级和输出级中分别采用了共同占空比控制策略、移相控制策略和模糊控制策略 , 仿真结果显示了各级控制策略的可行性和正确性。型型 型