發(fā)布時(shí)間：2020-05-11 21:16

【摘要】：隨著化石能源的逐漸減少和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,太陽能、風(fēng)能等可再生能源的發(fā)展受到越來越多的關(guān)注。但是,由于可再生能源的分散性較強(qiáng),傳統(tǒng)的電力設(shè)備與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在接納分布式的可再生能源方面逐漸顯露出不足之處。近年來,直流電網(wǎng)技術(shù)逐漸成為解決可再生能源并網(wǎng)運(yùn)行問題的優(yōu)先選擇,而電力電子變壓器(Power Electronic Transformer,PET)作為一種功率變換接口,是直流電網(wǎng)中的關(guān)鍵設(shè)備。本文首先介紹了直流配電系統(tǒng)和PET的優(yōu)點(diǎn)與發(fā)展歷程,在分析了直流配網(wǎng)中PET的特點(diǎn)后,提出了一種雙級(jí)式結(jié)構(gòu)的PET,可用于連接交流電網(wǎng)與直流配網(wǎng)。為解決傳統(tǒng)DAB中開關(guān)管數(shù)量較多、軟開關(guān)受到限制等問題,本文基于推挽式高頻變壓器進(jìn)行了隔離變換。在開環(huán)控制方式下,利用高頻變壓器的漏感與諧振電容組成了串聯(lián)諧振電路,使得隔離級(jí)更易于實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。在能量由交流電網(wǎng)向直流配網(wǎng)傳輸?shù)谋尘跋?本文詳細(xì)介紹了交直流變換級(jí)中級(jí)聯(lián)H橋電路的工作過程與調(diào)制原理,并分析了隔離級(jí)電路的工作模態(tài)與軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)過程。文中介紹了常用的PET交直流端口控制技術(shù),并建立了PET的交流側(cè)與直流側(cè)的平均數(shù)學(xué)模型,采用了一種交直流變換級(jí)與隔離級(jí)兩級(jí)統(tǒng)一控制的策略,簡化了傳統(tǒng)PET控制上的復(fù)雜性。根據(jù)所建立的平均模型對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì),并對(duì)文中的理論分析給出了仿真驗(yàn)證過程。為使PET能夠更好地應(yīng)用于實(shí)際的配網(wǎng)中,本文給出了一種故障定位方案,可在含PET的配網(wǎng)線路發(fā)生故障時(shí),快速定位出故障位置。并給出了PET后級(jí)線路故障時(shí),PET的退出方案。另外還分析了一種PET軟啟動(dòng)方案,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后,搭建了一臺(tái)小容量雙級(jí)式PET的實(shí)驗(yàn)樣機(jī),驗(yàn)證了交直流變換級(jí)中載波移相調(diào)制的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)驗(yàn)證了隔離級(jí)中所有開關(guān)管軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)過程。
【圖文】：

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文想法，認(rèn)為多電壓等級(jí)的多端直流環(huán)網(wǎng)能夠滿足未來社會(huì)對(duì)電網(wǎng)建設(shè)的需求。文獻(xiàn)[14]以深圳某園區(qū)為實(shí)例，給出一種基于柔性中壓直流配電的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，介紹了其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，并給出一套具體的方案示例。文獻(xiàn)[15]分析了直流配電網(wǎng)中環(huán)狀供電結(jié)構(gòu)與兩端供電結(jié)構(gòu)的可行性，，研究了分布式能源和儲(chǔ)能設(shè)備并入直流電網(wǎng)的模型，并搭建了直流配電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制模型�？偟膩碚f，國內(nèi)對(duì)于直流配網(wǎng)的研究重點(diǎn)主要集中在以直流微網(wǎng)為核心的低壓直流配電網(wǎng)方面。

FREEDM提出的交直流混合能源系統(tǒng)示意圖
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM46

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