雙有源DC-DC變換器在固態(tài)變壓器中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，為了解決能源危機(jī)和環(huán)境污染兩大難題，新能源和可再生能源發(fā)電發(fā)展迅速;同時，現(xiàn)代電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，越來越多的分布式發(fā)電系統(tǒng)和分布式儲能系統(tǒng)需要并網(wǎng)。但是分布式發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)的并網(wǎng)存在較多難題，比如電壓等級不同、電能形式不同等。由于傳統(tǒng)變壓器功能有限，無法解決以上難題，因此本文介紹了一種模塊級聯(lián)型固態(tài)變壓器作為分布式發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)并網(wǎng)的接口設(shè)備。固態(tài)變壓器將高頻電能變換技術(shù)和電力電子變換技術(shù)相結(jié)合，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電壓等級變換、

2、電氣隔離和能量傳遞的基本功能，而且能夠?qū)崿F(xiàn)無功功率補(bǔ)償、電壓調(diào)整、能量管理和提供交直流接口的多種功能。由于電力電子器件電壓電流等級的限制，應(yīng)用于高壓大功率場合時，需要采用模塊級聯(lián)型的固態(tài)變壓器。模塊級聯(lián)型固態(tài)變壓器通常采用三級式結(jié)構(gòu):整流級、隔離級和逆變級。本文重點研究用于隔離級的雙有源DC/DC變換器的控制策略，以及整流級與隔離級均壓、均功率控制策略。
　　本文首先分析了固態(tài)變壓器的研究背景和意義，回顧了固態(tài)變壓器發(fā)展過程和研究

3、現(xiàn)狀，列舉了幾種典型的固態(tài)變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);在此基礎(chǔ)上重點分析了雙有源DC/DC變換器采用傳統(tǒng)單移相控制策略和雙重移相控制策略時，變換器的工作原理，得到各控制策略下變換器傳輸功率的數(shù)學(xué)模型;并且指出了傳統(tǒng)單移相控制實現(xiàn)軟開關(guān)的條件，同時研究了雙側(cè)雙重移相控制最優(yōu)電流控制原理，最后通過仿真和實驗驗證了移相控制理論分析的正確性。研究了用于整流級均壓控制的兩種控制策略:基于單相D-Q矢量變換的共同占空比控制和電壓均衡控制;研究了用于隔離級均功率

4、控制的三種控制策略:基于前饋-后饋的電壓跟隨控制、需要電流采樣的均功率控制和無需電流采樣的均功率控制;并且給出各種控制策略的控制框圖，討論分析了各種控制策略的優(yōu)點和缺點，通過仿真驗證了所研究的均壓、均功率控制策略的可行性。設(shè)計并且制作了實驗樣機(jī)，詳細(xì)介紹了整流級和隔離級器件的選擇原則;分析了采樣電路輸入電阻和輸出電阻的計算過程，研究了保護(hù)電路的設(shè)計原理;并在DSP中編寫軟件程序，實現(xiàn)對硬件電路的控制。最后通過實驗驗證了整流級采用基于單相