h桥级联型电力电子变压器的控制系统研究

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1、学校代号10532学号S12094007分类号TM464密级公开硕士学位论文H桥级联型电力电子变压器的控制系统研究学位申请人姓名李小栋培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称涂春鸣教授学科专业控制科学与工程研究方向电力电子系统及控制论文提交日期2015年4月20日学校代号：10532学号：S12094007密级：公开湖南大学硕士学位论文H桥级联型电力电子变压器的控制系统研究学位申请人姓名：李小栋导师姓名及职称：涂春鸣教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：控制科学与工程论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年5月10日答辩委员会主席

2、：罗安教授ResearchonControlSystemofH-bridgeCascadedPowerElectronicTransformerbyLIXiaodongB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinControlScienceandEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfess

3、orTUChunmingMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研充所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。４。《作者签名：日期；玄／？年日丰，（月］拆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，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，

4、允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南乂学可＾文将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密囚。‘’（请在臥上相应方框内打作）一；日期作者签名：年、月日。＾：日期＾导师签名：７＾年＾月日［絮ＶH桥级联型电力电子变压器的控制系统研究摘要电力电子变压器(PowerElectronicTransformer,PET)作为一种新型电力变压器，通过在常规电力变压器基础上，引入电力电子变换技术，克服了传统变压

5、器的一些固有缺点，使变压器的一次侧和二次侧电压和电流可以灵活控制，从而具备了解决现代电力系统面临的许多新问题的潜力。本文介绍了H桥级联型电力电子变压器的拓扑结构、工作原理及优点，重点对电力电子变压器的相关控制策略进行了研究。首先，详细分析了单相PWM整流桥、带变压器的隔离型双向DC-DC变换器和三相逆变器的拓扑结构、工作原理及各个开关模态。进而通过虚拟轴的构造，提出了基于单相D-Q变换的单相PWM整流桥的电压电流双闭环解耦控制，使电流快速准确的跟踪指令电流，实现了输入电压电流的同相位。然后提出了隔离型双向DC-DC的移相角控制，实现了功率的双向流动可控

6、，并分析了功率的最大传输点。最后提出了基于LC滤波器的三相逆变器的电压电流双闭环解耦控制，使逆变器具有良好的动态性能，实现了输出电压的低畸变率。此外，针对各H桥硬件之间存在的差异导致的各H桥直流侧电压的不平衡，提出了级联H桥直流侧电压均衡控制，通过在各H桥的控制上叠加修正量，实现了电容电压之间的平衡。针对各个双主动桥(DualActiveBridge,DAB)之间存在的硬件差异，导致的各DAB单元功率流动的不平衡，提出了DAB功率均衡控制，通过在各DAB的移相角上叠加修正量，实现各DAB之间的传输功率平衡。PET在负载突变时，输入级和隔离级对输出功率的

7、改变响应较为缓慢，会出现直流侧电压波动和输出电压畸变，针对此问题，基于PET输入输出功率守恒提出了PET前馈控制，通过将PET负载功率前馈到输入级和隔离级，提高了输入级和隔离级对PET负载突变的响应能力，增强了PET的稳定性。搭建了仿真模型并验证了上述控制策略的可行性。以DSP和FPGA为开发平台，本文介绍了电力电子变压器的硬件和软件方面的设计。首先给出了主电路的总体控制结构和输入、隔离、输出级的参数设计方法，然后介绍了包括电压鉴相电路、采样调理电路、故障保护电路和并网电阻在内的硬件电路，最后介绍了DSP、FPGA的联合控制结构，并分模块介绍了DSP、

8、FPGA程序的设计。关键词：电力电子变压器；控制策略；电能质量；前馈控制II硕士学位论文Abs