电力电子变压器拓扑结构及控制策略研究

摘要

电力电子变压器PET（Power Electronic Transformer）是一种将电力电子变换技术与电能变换技术相结合的新型智能变压器。与传统电力变压器一样，电力电子变压器可以实现电压变换、电气隔离和电能传输，此外，电力电子变压器还可以对功率因数进行校正、调节输出电压、抑制谐波等。而且，电力电子变压器本身既有直流环节又有交流环节，便于新能源发电的并网。所以，对电力电子变压器的研究具有非常重要的意义。
　　对电力电子变压器的研究背景和国内外研究现状进行了概述，分析了基于AC/AC和AC/DC/AC实现原理的几种典型的电力电子变压器拓扑结构，选择确定了一种双PWM结构的三级拓扑结构进行研究。对输入级、隔离级和输出级电路分别进行了数学建模和控制策略研究：输入级采用基于滑模变结构控制的双闭环控制模式；隔离级采用开环控制，将直流电压逆变为占空比50%的高频方波；输出级采用无电感参数的双闭环控制模式。
　　在Matlab/Simulink软件中进行了仿真实验，从仿真结果中可以看到：电力电子变压器的输入级中，电流能够快速实现电压跟随，保持单位功率因数运行；在输出级中，在系统分别存在谐波扰动、电压跌落和三相不平衡时，输出电压始终能够保持稳定，且波形保持正弦。说明电力电子变压器能够提高电能传输效率，减少无功损耗，快速有效地改善电能质量，在系统故障时可以保证输出电压的稳定。

目录

声明

第一章绪论

1.1选题背景和意义

1.2电力电子变压器的研究现状

1.3本文主要工作

第二章电力电子变压器原理及结构

2.1电力电子变压器工作原理

2.2电力电子变压器拓扑结构

2.3本章小结

第三章电力电子变压器的通用数学模型与控制策略

3.1电力电子变压器数学模型

3.2电力电子变压器控制策略

3.3电压空间矢量控制

3.4本章小结

第四章 电力电子变压器控制策略设计与仿真

4.1 PET输入级控制与仿真

4.2 PET隔离级控制与仿真

4.3 PET输出级控制与仿真

4.3 PET整体仿真

4.4 电力电子变压器在新能源领域的运用

4.5 本章小结

第五章 电力电子变压器硬件设计

5.1 主电路硬件设计

5.2 电力电子变压器软件设计

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间成果及发表的学术论文