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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(wú)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(gè)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(jiǎn)單,各個(gè)模塊控制相對(duì)獨(dú)立、可承受大電壓等特點(diǎn),對(duì)于直流配電網(wǎng)來(lái)說(shuō)具有很高的實(shí)用價(jià)值。同時(shí)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(kāi)關(guān)管的ZVS以及減少開(kāi)關(guān)管損耗等問(wèn)題,從而能夠?qū)崿F(xiàn)更好的能量傳輸。因此本文對(duì)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(duì)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(lèi)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(jí)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(jí)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(duì)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(duì)直流變壓器系統(tǒng)的損耗特性進(jìn)行了分析研究。
3、對(duì)直流變壓器系統(tǒng)進(jìn)行了小信號(hào)數(shù)學(xué)模型的建立,并根據(jù)此數(shù)學(xué)模型對(duì)系統(tǒng)的均壓、均流策略進(jìn)行了對(duì)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(duì)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了全面的參數(shù)設(shè)計(jì),包括級(jí)聯(lián)模塊的數(shù)目、開(kāi)關(guān)器件的選取以及變壓器工作頻率的選定等,并對(duì)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(tái)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(dòng)、參數(shù)不對(duì)稱(chēng)等情況下穩(wěn)定運(yùn)行的情況,并對(duì)系統(tǒng)輸出電壓穩(wěn)定性
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