交流-直流型电子电力变压器的控制与应用

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1、分类号学号M201371156学校代码10487密级硕士学位论文交流-直流型电子电力变压器的控制与应用学位申请人：王亚光学科专业：电气工程指导教师：毛承雄教授陆继明教授答辩日期：2015年5月21日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringControlandApplicationsofAC-DCElectronicPowerTransformerCandidate:WangYaguangMajor:ElectricalEng

2、ineeringSupervisor:Prof.MaoChengxiongProf.LuJimingHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,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的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已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：日期：年月

3、日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，即：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。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要近年来，电力系统发展迅速。一个方面，用电负荷增长快，负载种类也愈加复杂；另一方面，分布式

4、发电、高压直流输电等技术应用飞速发展；传统电网难以满足种类繁多的需求，建设新型智能电网是电力系统发展趋势之一。传统电力变压器作为电力系统最为核心的一次设备，难以满足智能电网发展的相关需求。本文研究的交流-直流型电子电力变压器便是为了解决相关问题而提出的新型智能变压器。电子电力变压器是一种基于电力电子技术的新型变压器。其不仅能发挥传统变压器变压、隔离、能量转换的功能，还能实现交流-直流形式电能变换、功率因数校正、谐波抑制等功能。本文主要研究了交流-直流型电子电力变压器的两种典型拓扑结构及对应的控制策略，进行了仿真与试验验证。对基于交流-直流型电子电力变压器

5、的直流微电网的研究进行了初步的探讨。本文首先对比了两种典型交流-直流型电子电力变压器拓扑结构的优缺点。然后重点研究了基于级联多电平结构的交流-直流型电子电力变压器。该结构采用交流电流环、直流电压环的双环控制方案，可以在保证交流侧功率因数可控的同时，实现对直流侧电压的控制。该章节中也对相关的控制策略进行了仿真分析和试验验证。随后提出了基于模块化多电平结构的交流-直流型电子电力变压器的拓扑结构。这一结构由模块化多电平换流器和DC-DC隔离模块两部分组成。主要研究了MMC的控制策略，DC-DC模块采用开环控制，并进行了仿真验证。最后对基于交流-直流型电子电力变

6、压器的直流微电网进行了初步探讨，提出了该系统的控制与能量管理方案。结尾总结了全文所做的研究工作，以及工作展望。关键词：交流-直流型电子电力变压器；拓扑结构；级联多电平；模块化多电平；直流微电网I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTThepowersystemdevelopedrapidlyinrecentyears.Ontheonehand,theelectricalloadbecomemoreandmorehuge,moreandmorecomplex;ontheotherhand,distributedgenerationandHVDCtechn

7、ologyhavebeenappliedmorewidely.Thetraditionalpowersystemhasbeenfacingmorechallenges,soconstructinganewsmartgridisoneofthetrends.Asoneofthemostimportantprimaryequipment,theelectricaltransformercan’tmeettherelevantdemandsofsmartgrid.Inthispaper,anAC-DCelectronicpowertransformerispr

8、oposedinordertosolvetheissuesrelatedtosm