【直流变压器在大容量场景的应用及改进调制策略研究3500字】

1直流变压器在大容量场景的应用及改进调制策略研究直流变压器在大容量场景的应用及改进调制策略研究 11.1三相直流变压器的调制与控制方法研究 1 1 1 21.2多相直流变压器的调制与控制方法研究 3 3 4 41.1三相直流变压器的调制与控制方法研究1.1.1三相直流变压器的拓扑介绍为了增加单相F2F拓扑的传输功率，将单相F2F拓扑扩展为三相结构，如错误!未找到引用源。所示。三相F2F拓扑同样由变压器连接MMC的整流器和逆变器构行功率传输。相比于单相结构，三相F2F结构的功率密度更大，直流侧输出电流纹波以逆变侧结构为例。MMC逆变器的基本结构单元为半桥子模块。每个桥臂由n个子交流侧相电压为Uva,Uvbo系统的输入为直流电压源，输出侧接负载，控制为恒电压2输入电压幅值有一个变比，需要对C相的导通方式进行讨论。的模块数是s,2、3桥臂导通的模块数是m。此时C相可以选择与A相或B相的导通方式相同，这两种方式只会使C相的相电压有180°的相位差，而不会有其他不同。这里假设与A相相同，即5桥臂导通s个，6桥臂导通m个。则三相的电压由公式错误!未找到引用源。计算可得。在t2时刻，1、4、5桥臂导通的模块数为m,2、3、6桥臂导通的模块数是s。则此时逆变侧可以得到一个直流侧电压为的简化模型，如错误!未找到引用源。所示。整流侧的变比为系统整体的变比为,电压波动由控制算法进行调节。是c相始终与a或b相保持一致，后文为分析方便，假设与a相保持一致；另一种是示该桥臂投入s个模块，断开时表示该桥臂投入m个模块，因此每个桥臂相当于一1运行状态下桥臂1/4/5的流程图，模式1只有两个状态，首先采集各模块电压并判根据流程图所示投入相应的子模块。桥臂2/3/6投入的子模块数与流程图中相反。错误!未找到引用源。表示模式2的流程图。模式2有三个状态，该方式在判断各桥臂投入模块数的部分与模式1不同，模式2在经过模块电压排序后根据流程图中的表格进行模块投切。如标志位=1时，桥臂1中有电容最小的s个模块选择驱动波形1,表示投入s个模块，其余n-s个模块选择驱动波形2,表示剩余n-s个模块处于切除状3本文在MATLAB/simulink中实现相关仿真，仿真主电路参数如下表所示。参数输入电压输出电压每桥臂子模块数取值4拓扑直流侧输入电压Udcin为10kV,一次侧和二次侧的每个桥臂模块数n=4,直流变压器输出电压Uacout为2kV,内部的交流变压器变比为1:1,逆变侧调制为4/3,错误!未找到引用源。和错误!未找到引用源。运行在模式1。根据仿真设置，系统运行在大变比的状态，直流输出电压与输入电压之比为5:1,交流变压器的变比为本节针对三相F2F拓扑，提出一种改进的调制算法，分析了两种可能的调制方此，通过该算法，高、中、低变比的直流变压器均可使用1:1的交流变压器或者不使出适用于该场合的多相F2F型直流变换器，增加系统的传输功率，如错误!未找到引压器进行Y型连接。故错误!未找到引用源。中交流侧需要进行电气隔离时，可采用四个单相变压器进行Y型连接。电气隔离要求较低时，交流侧直接连接即可，如错4DAB-ISOP型直流变压器拓扑在高压侧将DAB模块进行串联、在低压侧将DAB模块进行并联，用来增大输入电压与输出电流。但每个DAB模块中的交流变压器承受的对地电压不同，最高电压等级的交流变压器的耐压要求与系统的输入电压几乎一致。假如中压侧的直流电压为10kV,则第一个DAB子模块中中频变压器的对地绝缘电压也要求为10kV。本节所提出的拓扑中，采用下文叙述的调制与控制策略，压要求与绝缘等级。假如中压侧的直流电压为10kV。当采用下文中介绍的调制方法时，中频变压器的对地绝缘电压远小于10kV。1.2.2针对多相直流变压器的调制算法改进n个子模块。以逆变侧为例分析，在t1时刻，1、4、5、8桥臂导通s个模块，2、3、6、7桥臂导通m个模块。而在t2时刻，1、4、5、8桥臂导通m个模块，2、3、6、7桥臂导通s个模块。系统分为两个状态，以t1为例，各交流相电压有：根据各相电压幅值，一次侧拓扑可简化为错误!未可以看出，交流侧电压与直流侧电压成比例，且比值由s、m两个参数决定。二次侧态的不断变换，实现直流变压器的变压功率传输。假设逆变侧s=3,m=1。则拓扑的结合多相拓扑的运行策略，系统在一个运行周期内总共分为4个运行状态。分为通断的4个阶段。5为了验证所提直流变压器拓扑的可行性，在MATLAB/simulink中搭建错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。所示各拓扑。直流变压器输入电压为10kV,输出电压设定为6kV,负载为电阻性负载。每桥臂4个模块。如错误!未找到引用源。所示，为非隔离型多相直流变压器拓扑。由图中可以看错误!未找到引用