適用于新能源直流并網(wǎng)的高壓大功率變換器研究
本文關(guān)鍵詞:適用于新能源直流并網(wǎng)的高壓大功率變換器研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:新能源間歇性和隨機性的特點導(dǎo)致傳統(tǒng)的電力裝備、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行技術(shù)無法承受大量新能源接入電網(wǎng),新能源直流并網(wǎng)技術(shù)是解決上述問題的有效方案之一。高壓大功率DC/DC變換器連接各種新能源與大電網(wǎng),是直流電網(wǎng)的重要設(shè)備。本文針對新能源直流并網(wǎng)系統(tǒng)中高壓大功率DC/DC變換器進行了以下三個方面的研究。1、提出一種新的LC并聯(lián)諧振升壓變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),該變換器利用LC并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)很高的電壓增益,同時具有開關(guān)管零電壓開關(guān),整流二極管零電流關(guān)斷的優(yōu)點。此外與其他諧振變換器相比,該變換器中半導(dǎo)體開關(guān)器件的電壓應(yīng)力相對較低,對該拓?fù)溥M行了理論分析,并進行了仿真和樣機實驗驗證。2、針對新能源直流匯集以及儲能大規(guī)模接入中高壓直流電網(wǎng)對高增益DC/DC變換器的需求,研究了一種基于模塊化多電平(Modular Multilevel Converter, MMC)技術(shù)的高增益DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),低壓側(cè)采用H橋結(jié)構(gòu),高壓側(cè)采用MMC結(jié)構(gòu),既降低了高壓側(cè)各開關(guān)管電壓應(yīng)力,又簡化了低壓側(cè)的結(jié)構(gòu),兼顧了變換器的可靠性和經(jīng)濟性。對該變換器進行了理論分析,研究了MMC最近電平逼近的調(diào)制方式,以及基于電容電壓排序的子模塊電壓均衡控制策略。最后,通過仿真,驗證了該變換器的工作原理。3、研究了新能源直流并網(wǎng)系統(tǒng)中其他兩種DC/DC變換器:單雙極性轉(zhuǎn)換DC/DC變換器和多端口DC/DC變換器。分別介紹了各變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和控制方式。搭建了一個含多類型DC/DC變換器的四端口多電壓等級新能源直流并網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型,通過仿真,驗證了單雙極性轉(zhuǎn)換DC/DC變換器不僅具有電壓控制能力,還能將新能源連接到雙極運行的直流電網(wǎng);多端口DC/DC變換器能夠連接不同電壓等級的母線,同時還具有潮流調(diào)節(jié)能力。
【關(guān)鍵詞】:新能源 直流電網(wǎng) 高壓大功率 DC/DC變換器 MMC
【學(xué)位授予單位】:東南大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TM46
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-20
- 1.1 研究背景10-11
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
- 1.2.1 電感類變換器11-13
- 1.2.2 電容類變換器13-14
- 1.2.3 諧振類變換器14-15
- 1.2.4 變壓器類變換器15-16
- 1.2.5 模塊化類變換器16-18
- 1.3 本文的主要研究內(nèi)容18-20
- 第二章 一種新型LC并聯(lián)諧振升壓直流變換器20-40
- 2.1 工作原理分析20-25
- 2.2 特性分析與參數(shù)設(shè)計25-29
- 2.3 仿真驗證29-33
- 2.3.1 穩(wěn)態(tài)仿真29-30
- 2.3.2 動態(tài)仿真30-32
- 2.3.3 對比仿真32-33
- 2.4 實驗驗證33-37
- 2.4.1 控制電路設(shè)計33-34
- 2.4.2 樣機平臺34-35
- 2.4.3 穩(wěn)態(tài)試驗35-36
- 2.4.4 動態(tài)試驗36-37
- 2.5 本章小結(jié)37-40
- 第三章 一種基于MMC技術(shù)的高增益DC/DC變換器40-54
- 3.1 工作原理分析40-45
- 3.1.1 低壓側(cè)H橋工作原理42-43
- 3.1.2 高壓側(cè)MMC工作原理43-45
- 3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計與功能實現(xiàn)45-49
- 3.2.1 MMC橋臂級的控制與調(diào)制46-48
- 3.2.2 DC/DC變換器級控制48-49
- 3.3 參數(shù)設(shè)計49-51
- 3.3.1 橋臂電感設(shè)計49
- 3.3.2 連接電感設(shè)計49-50
- 3.3.3 子模塊電容設(shè)計50-51
- 3.4 仿真驗證51-53
- 3.5 本章小結(jié)53-54
- 第四章 單雙極性轉(zhuǎn)換變換器和多端口直流變換器研究54-70
- 4.1 單雙極性轉(zhuǎn)換DC/DC變換器研究54-59
- 4.1.1 工作原理分析54-58
- 4.1.2 仿真驗證58-59
- 4.2 多端口直流變換器研究59-64
- 4.2.1 工作原理分析59-61
- 4.2.2 控制策略61-63
- 4.2.3 仿真驗證63-64
- 4.3 DC/DC變換器在新能源直流并網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用64-69
- 4.3.1 仿真模型搭建64-66
- 4.3.2 新能源功率跳變仿真66-68
- 4.3.3 潮流調(diào)節(jié)仿真68-69
- 4.4 本章小結(jié)69-70
- 第五章 工作總結(jié)及展望70-72
- 5.1 本文的主要工作70
- 5.2 下一步要完成的工作70-72
- 致謝72-74
- 參考文獻74-80
- 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果80-81
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