固態(tài)變壓器功率因數(shù)校正方案研究.pdf

1、我國智能電網(wǎng)建設(shè)還處于初級階段，其中部分配電網(wǎng)絡(luò)，特別是農(nóng)村配電網(wǎng)存在網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)偏低，線損較大，網(wǎng)側(cè)電流含有大量奇次諧波等問題，這對電能質(zhì)量都造成了一定程度上的影響。因此，在智能電網(wǎng)運(yùn)行中采用固態(tài)變壓器作為變換環(huán)節(jié)進(jìn)行功率因數(shù)校正從而減少電能損耗以及去除諧波以提高整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)量是非常有必要的。合理地將固態(tài)變壓器應(yīng)用在電力品質(zhì)要求較為嚴(yán)格的高新產(chǎn)業(yè)及對電能質(zhì)量比較敏感的生產(chǎn)領(lǐng)域，可以在完成電能變換工作并提供高品質(zhì)電能的同時(shí)，起到

2、良好的節(jié)能降損作用。
　　本研究首先對固態(tài)變壓器和傳統(tǒng)油浸式變壓器的功能特點(diǎn)進(jìn)行對比，并對固態(tài)變壓器具備的可進(jìn)行網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)校正，可實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，可完成新能源并網(wǎng)功能的優(yōu)良性能進(jìn)行介紹。從固態(tài)變壓器發(fā)展史入手，闡述固態(tài)變壓器從單級式結(jié)構(gòu)類型發(fā)展為兩級式結(jié)構(gòu)類型，再到現(xiàn)今三級式（輸入級、隔離級和輸出級）相互配合的結(jié)構(gòu)類型，并對發(fā)展過程中固態(tài)變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化進(jìn)行深入研究。在對固態(tài)變壓器的廣闊應(yīng)用前景進(jìn)行闡述之后，確定具有功率雙向流

3、動的三級式固態(tài)配電變壓器作為本文的主要研究對象。接著從固態(tài)變壓器的工作原理及變換方案入手，結(jié)合功率因數(shù)校正的控制目標(biāo)，確定固態(tài)變壓器輸入級、隔離級和輸出級的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)合數(shù)學(xué)模型對固態(tài)變壓器各級工作特點(diǎn)進(jìn)行深入研究，確定輸入級選用三相電壓型PWM整流電路，隔離級選用雙有源變換器，輸出級選用三相電壓型全橋逆變電路。控制方案的確定與設(shè)計(jì)是完成仿真驗(yàn)證的重要環(huán)節(jié)，以功率因數(shù)校正并完成AC/DC變換為控制目標(biāo)，提出選擇雙環(huán)解耦控制策略對固態(tài)

4、變壓器輸入級進(jìn)行控制，并對控制原理開展了深入的研究;以能量雙向流動的的同時(shí)完成DC/DC變換作為控制目標(biāo)，提出選擇采用簡化控制結(jié)構(gòu)的單移相控制方式作為控制方案對固態(tài)變壓器隔離級進(jìn)行控制;以實(shí)現(xiàn)DC/AC交換為控制目標(biāo)，并考慮影響參量，提出采用雙環(huán)控制策略對固態(tài)變壓器輸出級進(jìn)行控制。并在控制策略的基礎(chǔ)上對整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。其中包括固態(tài)變壓器控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、功能模塊設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。最后利用MATLAB/Simulink仿真軟