電子電力變壓器控制策略研究.pdf

1、一百多年來，作為電力系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一的電力變壓器的工作原理、基本功能及其體積大和重量重等缺點一直沒有發(fā)生變化。同時，在這一百多年的時間里，電力系統(tǒng)發(fā)生了深刻變化，大量非線性負荷的增長，迅速惡化了電力系統(tǒng)的供電品質(zhì)；另一方面，用戶對電能品質(zhì)的要求卻越來越高，從而使得電能質(zhì)量問題成為了當前電力系統(tǒng)面臨的亟待解決的重要問題。
　　 因此，如何克服常規(guī)電力變壓器的缺點和從功能上對電力變壓器進行革新，實現(xiàn)變壓器技術(shù)的再一次飛躍，使

2、其滿足現(xiàn)代乃至未來電力系統(tǒng)的各種新要求，是一個很有價值的理論課題和實踐課題。自20世紀以來，國內(nèi)外學(xué)者都在積極探索研究新型電力變壓器。
　　 電子電力變壓器（Electronic Power Transformer，EPT）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)，使變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)電壓或電流可以靈活控制，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。
　　 本文基于已有的研究基

3、礎(chǔ)，重點對配電系統(tǒng)電子電力變壓器（EPT for distributionsystems，DEPT）的相關(guān)控制策略進行了研究。
　　 論文第一章對EPT的研究現(xiàn)狀和發(fā)展狀況進行了綜述。第二章在分析EPT基本原理的基礎(chǔ)上，對兩大類EPT的實現(xiàn)原理進行了詳細介紹。第三章提出了一種基于超級電容儲能的EPT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，給出了儲能型EPT系統(tǒng)的控制策略，并構(gòu)建了儲能型EPT的試驗研究系統(tǒng)；結(jié)果表明，所提系統(tǒng)能夠補償短時電壓中斷，提高供電可靠

4、性。
　　 論文第四章對EPT 并聯(lián)及其控制進行了研究，歸納總結(jié)了EPT并聯(lián)運行的六種方式，分析了EPT并聯(lián)運行時需要解決的主要問題；對基于功率下垂控制理論的無互聯(lián)線控制進行了仿真實現(xiàn)，結(jié)果表明，所提方案獲得了比較好的有功功率、無功功率均分性能和良好的均流特性；構(gòu)建了EPT與常規(guī)電力變壓器并聯(lián)的試驗研究系統(tǒng)，提出將常規(guī)電力變壓器二次側(cè)電壓作為EPT輸出電壓的參考基準電壓以實現(xiàn)均流控制，結(jié)果表明，所提控制策略具有令人滿意的均流效果

5、，且能實現(xiàn)不同容量的EPT和常規(guī)電力變壓器并聯(lián)運行時的負荷合理分配。
　　 針對EPT在配電系統(tǒng)應(yīng)用時所要實現(xiàn)的四個主要控制目標，為了提高系統(tǒng)的動態(tài)性能和抗擾動能力，論文第五章對DEPT線性最優(yōu)控制策略進行了研究，建立了綜合考慮其輸入級、隔離級和輸出級的DEPT簡化數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了基于最優(yōu)控制理論的DEPT最優(yōu)控制器。
　　 鑒于電子電力變壓器實質(zhì)上是帶有開關(guān)器件的特殊非線性系統(tǒng)，論文第六章結(jié)合電子電力變壓器非線性模型的