电子电力变压器的控制与应用

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1、分类号料学校代码密级博士学位论文电子电力变压器的控制与应用学位申请人：黄辉学科专业：电力系统及其自动化毛承雄教授陆继明教授答辩日期：年月日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringControlandApplicationsofElectronicPowerTransformerCandidate:HuangHuiMajor:PowerSystemandItsAutomationSupervisor:Prof.

2、MaoChengxiongProf.LuJimingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除文中己经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研宄做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名曰期：年月曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮口

3、：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本七細于不保权请在以上方框内打指导教师签名学位论文作者签名胃日期年月日期华中科技大学博士学位论文摘要随着全球资源环境压力的不断增大，人类社会对环境保护、节能减排和可持续发展的要求日益提高。智能电网是解决未来能源输送问题的理想方案，是我国能源结构转型和节能减排的核心，而智能电网的各项目标和功能，能否实现，很大程度上取决于电网中电气设

4、备的性能和智能化水平，显然传统的工频变压器很难完全满足未来电力系统发展的需求，电子电力变压器（，因其突出的可控性、丰富的交直流接口等优点，为智能电网提供了一种有效的能量管理竽段。本文主要研究了电子电力变压器在电力系统中的应用的相关问题。论文首先建立了电子电力变压器的潮流计算模型和暂态稳定分析模型。建立了适用于牛顿法潮流计算的电子电力变压器稳态数学模型，研究了含电子电力变压器的交直流混合系统潮流计算的交替求解算法。基于节点电流注入法，建立了含电子电力变压器的电力系统暂态稳定分析模型，并在电力系统分析综合程序（，中，利用用户自定义程序接口（功能，实现了含电子电力变压器的电力系统

5、的稳态仿真和机电暂态仿真。建立了电子电力变压器的小干扰稳定分析模型，提出了一种利用电子电力变压器的附加阻尼控制器来提高电力系统阻尼的方法，并研宄了基于频率响应法的附加阻尼控制器参数设计方法，仿真结果表明，配备附加阻尼控制器的电子电力变压器能够显著增加系统的阻尼，有效地抑制低频振荡。研宄了电子电力变压器在微网中的应用。建立了基于储能型电子电力变压器并网的直驱风力发电机组的数学模型，并为该系统提出了一种控制策略，通过对并网功率和储能单元充放电功率的控制，有效提高了系统的低电压穿越能力和平抑并网功率波动的能力；建立了应用于配电网的电子电力变压器的数学模型，提出了一种控制策略来提高

6、系统的低电压穿越能力和带不平衡负荷电源的能力，详细介绍了高压侧桥级联多电平变换器的正序负序解耦控制策略、隔离级的移相控制策略和输出级三相四桥臂变换器的正序负序和零序解耦控制策略，并且研究了基于根轨迹法的零序电压谐振控制器参数的设计方法，实现了对零序电压的无稳态误差跟踪。华中科技大学博士学位论文最后介绍了电子电力变压器高压大功率工业样机系统，并进行了大量的试验研究。分析了电子电力变压器逆变器的并网控制问题和电子电力变压器输出侧短路限流控制问题，提出了相应的控制策略，试验结果验证了控制策略的有效性。关键词：电子电力变压器；低频振荡；低电压穿越；工业样机华中科技大学博士学位论文，

7、，这华中科技大学博士学位论文，华中科技大学博士学位论文目录绪论研究背景电子电力变压器的研宄概况电子电力变压器的应用研宄论文的主要工作基于的电子电力变压器建模与仿真弓丨言电子电力变压器的简化模型与稳态特性电子电力变压器暂态稳定分析模型含电子电力变压器的电力系统潮流计算电子电力变压器暂态稳定分析模型的用户自定义建模实现本章小结增强系统阻尼的电子电力变压器控制策略引言电力系统小干扰稳定分析含电子电力变压器的单机系统小信号分析基于频率响应法的电子电力变压器阻尼控制器设计电子电力变压器阻尼控制器设计算例华中科技大学博士学位论