基于直流配電網(wǎng)的直流變壓器拓?fù)浼捌淇刂品椒ǖ难芯?pdf

1、相較于交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)在輸送功率容量、系統(tǒng)的可控性以及電能質(zhì)量方面具有交流配電網(wǎng)無法比擬的優(yōu)越性。直流變壓器是直流配電網(wǎng)中的重要單元，其發(fā)展水平嚴(yán)重影響著整個直流配電網(wǎng)的發(fā)展水平，是直流配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。在眾多直流變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)(ISOP)結(jié)構(gòu)，以其模塊化設(shè)計(jì)、控制策略簡單，各個模塊控制相對獨(dú)立、可承受大電壓等特點(diǎn)，對于直流配電網(wǎng)來說具有很高的實(shí)用價值。同時LLC諧振變換器可以有效利用變壓器漏感

2、，解決漏感尖峰電壓、開關(guān)管的ZVS以及減少開關(guān)管損耗等問題，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更好的能量傳輸。因此本文對基于LLC諧振變換器單元模塊的ISOP結(jié)構(gòu)直流變壓器進(jìn)行了研究。主要研究工作如下:
　　1、對基于直流配電網(wǎng)的直流變壓器主電路進(jìn)行研究。選擇第四類LLC諧振變換器作為其基本單元模塊，分析了其工作原理及直流增益特性，建立了單級LLC諧振變換器的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，重點(diǎn)研究了單級LLC諧振變換器基波分析法與仿真相結(jié)合的參數(shù)設(shè)計(jì)的方法。
　

3、　2、建立基于直流配電網(wǎng)的直流變壓器主電路的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，對該拓?fù)涞妮斎刖鶋汉洼敵鼍魈匦赃M(jìn)行了重點(diǎn)分析，并對直流變壓器系統(tǒng)的損耗特性進(jìn)行了分析研究。
　　3、對直流變壓器系統(tǒng)進(jìn)行了小信號數(shù)學(xué)模型的建立，并根據(jù)此數(shù)學(xué)模型對系統(tǒng)的均壓、均流策略進(jìn)行了對比研究，分析了輸入均壓與輸出均流之間存在的內(nèi)在關(guān)系，并對比了雙環(huán)控制與三環(huán)控制策略的優(yōu)劣，最后采用適用于本文所研究的基于直流配電網(wǎng)的直流變壓器的分散式三環(huán)控制方法。
　　4、結(jié)合

4、直流配電網(wǎng)的額定參數(shù)，設(shè)計(jì)了一款10kV/400V的直流變壓器系統(tǒng)，對系統(tǒng)進(jìn)行了全面的參數(shù)設(shè)計(jì)，包括級聯(lián)模塊的數(shù)目、開關(guān)器件的選取以及變壓器工作頻率的選定等，并對諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定了輸入側(cè)支撐電容以及輸出電容的取值范圍。
　　5、根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，在MATLAB/SIMULINK平臺上搭建了直流變壓器系統(tǒng)的仿真模型，仿真分析了系統(tǒng)在額定工況、負(fù)載突變、網(wǎng)側(cè)電壓波動、參數(shù)不對稱等情況下穩(wěn)定運(yùn)行的情況，并對系統(tǒng)輸出電壓穩(wěn)定性