交直流微网中电力电子变压器控制策略研究

摘要

交直流混合微网兼具交流微网和直流微网的优点，能够同时满足交流负荷和直流负荷的用电需求，减少了电力电子变换环节，提高了系统的经济性与供电可靠性。在目前各种交直流混合微网拓扑结构中，以电力电子变压器为接口的混合微网能够最大限度的利用各种分布式能源，可以更好实现分布式电源和负荷的集中管理。因此，本文以模块化多电平变换器型电力电子变压器(MMC型PET)为核心构建了一种交直流混合微网，并研究了在微网不同运行模式下的MMC型PET的控制策略，具体内容如下： 首先，建立了MMC型PET输入级、隔离级和输出级的数学模型；对输入级MMC的调制技术、子模块电容电压波动规律及环流特性进行了分析；对隔离级DAB的功率传输特性进行了研究。 其次，以MMC型PET为核心构建了一种交直流混合微网，分析了在联合并网、单独并网、联合离网、单独离网四种模式下交直流子微网与主网间的功率平衡关系。分别设计了并网和离网时MMC型PET的控制策略。在并网模式下，对输入级MMC的子模块电容电压均衡、环流抑制以及隔离级均流控制作了详细研究，基于Matlab/Simulink仿真验证了各级控制策略的效果。在离网模式下，基于交直流微网的下垂特性提出了MMC型PET的输出级作为混合微网互联变流器时的控制方法。 最后，对 MMC 型电力电子变压器主电路参数进行了设计，然后在Matlab/Simulink环境中验证了交直流混合微网在并网以及离网模式下MMC型PET整体控制策略的有效性。

目录

第一个书签之前

交直流微网中电力电子变压器控制策略研究

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.3电力电子变压器的发展现状

1.3.1 电力电子变压器基本原理及发展现状

1.3.2 MMC型PET研究现状

1.4本文的主要工作

第二章 MMC型PET工作原理、数学模型及运行特性

2.1 输入级MMC工作原理及运行特性

2.1.1 MMC子模块的工作原理

2.1.2三相MMC的工作原理

2.1.3 MMC的数学模型

2.1.4 MMC的调制方法

2.1.5 MMC的运行特性

2.2 隔离级DC/DC变换器工作原理

2.3 输出级逆变器工作原理

2.4 本章小结

第三章MMC型PET各级独立控制策略研究

3.1输入级 MMC控制策略

3.1.1电压及无功外环控制策略

3.1.2电流内环控制策略

3.1.3子模块电容电压平衡控制策略

3.1.4环流抑制策略

3.2隔离级及输出级控制策略

3.2.1隔离级控制策略

3.2.2输出级控制策略

3.3 MMC型PET仿真

3.3.1输入级仿真

3.3.2隔离级及输出级仿真

3.3.3 各级整体仿真

3.4本章小结

第四章交直流微网中MMC型PET综合控制策略

4.1基于MMC型PET的交直流混合微网结构

4.2基于MMC型PET的交直流混合微网运行模式

4.2.1联合并网运行模式

4.2.2单独并网运行模式

4.2.3联合离网运行模式

4.2.4单独离网运行模式

4.3运行控制策略

4.3.1并网运行控制策略

4.3.2离网运行控制策略

4.4.本章小结

第五章 交直流微网中电力电子变压器的仿真分析

5.1 MMC型电力电子变压器主电路参数设计

5.1.1 MMC子模块电容值的设计

5.1.2 MMC桥臂串联电感值的设计

5.1.3 低压侧直流电容值的设计

5.1.4 低压交流侧LC型滤波器参数设计

5.2仿真分析

5.2.1并网运行模式仿真

5.2.2联合离网运行模式仿真

5.3本章小结

结论与展望

参考文献

致谢