基于固态变压器的大功率逆变技术研究

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1、第39卷第4期四川电力技术Vol.39,No.42016年8月SichuanElectricPowerTechnologyAug.,2016基于固态变压器的大功率逆变技术研究宋飞宇S张海燕、祁明龙2,郭建、孙忠鸣1(1.上海电机学院，上海201306;2•上海电气富士电机电气技术有限公司，上海200070)摘要：固态变压器结合了电力电子变换技术和高频电能变换技术，实现将电能从一种电力特征的转变为另一种电力特征。逆变器作为固态变压器中能量转换的装置，技术已经很成熟，但是在大功率逆变器运行的设计上还有许多问题有待解决。逆变器并联运行

2、控制技术是实现模块化、高可靠性冗余逆变电源系统的基础。分析了逆变器并联运行时环流的产生原因，总结了目前已有的逆变器并联方案。又根据组合式逆变器运行原理，用仿真实验验证了三相组合式逆变器用于固态变压器的优越性和可行性。关键词：固态变压器;大功率逆变技术;并联逆变器;组合式逆变器Abstract：Solidstatetransformercombinespowerelectronicconversiontechnologyandhigh-frequencypowerconversiontechnologytorealizethetr

3、ansformationofelectricenergyfromonekindofelectricpowertoanother.Asapowerconversiondeviceinsolidstatetransformer,thetechnologyofinverterhasbeenverymature,buttherearemanyproblemsstilltobesolvedintheoperationdesignofhigh-powerinverter.Theparalleloperationcontroltechnolo

4、gyofinverteristhebasisfortherealizationofmodularandredundantinverterpowersupplysystemwithhighreliability.Thecausesofthecirculatingcurrentduringtheparalleloperationofinverterareanalyzed,andtheexistingparallelschemesaresummarized.Accordingtotheoperatingprincipleoftheco

5、mbinedinverter,thesuperiorityandfeasibilityisverifiedbythesimulationexperimentsthatthethree-phasecombinedinvertercanbeusedinsolidstatetransformer.Keywords：solidstatetransformer；high-powerinverter；parallelinverter；modularinverter中图分类号:TM41文献标志码:A文章编号:1003-6954(2016)04

6、-0018-06固态变压器工作拓扑如图1所示，该固态变压〇固态变压器简介器由AC/DC整流部分、DC/DC高频降压变换和DC/AC逆变部分组成。固态变压器中第3级输出固态变压器（solidstatetransformer,SST),也叫级其实为逆变环节，可当做一个逆变器来看待。由电力电子变压器，是一种以电力电子变换器为基础于固态变压器输出功率可能会很高，所以对逆变环的智能新型变压器，能代替传统电力变压器实现电节的要求也比较高。而逆变器的容量问题是制约逆压等级变换、能量传递和电气隔离的功能。固态变变器发展的一项关键技术。压器体积小

7、、重量轻，还能方便地控制输入输出的电流电压，实现输入的功率因数调整和输出的变频调1三相全桥逆变器并联技术压等功能。国内外众多学者都对固态变压器展开了采用并联技术增大固态变压器输出功率，需将研究，并取得了不少成果。多台逆变器并联运行，使各个电源模块共同承担系固态变压器通过高频开关将变压器原边的工频统功率，平均到每个功率器件上所承受的电流应力信号转换成高频信号，耦合到隔离变压器的副边，再减少，从而在整体上提高输出功率。设计时可以使将高频信号转换成工频信号;在此过程中，应用相应每台逆变器容量减小，相应的体积和重量也会减少。的控制策略来

8、完成固态变压器的转换工作，将电能这样在实现模块化的基础上，又降低了整个变压器从一'种频率和波形转换成另一'种频率和波形。固态的生产和维护成本。因此，逆变器模块化供电是固变压器在高频信号下工作，其体积和重量将随频率态变压器系统实现高可靠性、高容量和高可扩展性增加而