三相固態(tài)變壓器拓撲與控制研究.pdf

1、固態(tài)變壓器(SST)是一種通過電力電子變流器實現(xiàn)電力系統(tǒng)中電壓變換和能量傳遞的新型變壓器。它不僅具備傳統(tǒng)電力變壓器能夠?qū)崿F(xiàn)的電壓變換、原副邊相互隔離以及電能傳輸?shù)幕竟δ?，而且它還能夠?qū)崿F(xiàn)對電流、輸出電壓和功率因數(shù)的靈活控制。因此SST在電力系統(tǒng)中對于改善電能質(zhì)量，實現(xiàn)柔性交流輸電有著積極的意義。
　　 本文首先對SST的發(fā)展背景、應用現(xiàn)狀以及概況做了具體的介紹。然后敘述了幾種典型性的SST的實現(xiàn)方案，并探討了一種新型的三階式S

2、ST拓撲結(jié)構(gòu)。其交流高壓側(cè)采用三相電壓型六橋臂PWM變流電路的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是根據(jù)電位疊加原理，使低壓功率器件能夠在中高壓電力系統(tǒng)中完成電能變換，適應交流高電壓等級，使之大大減小了各個功率器件的耐壓等級，提高了SST對高電壓和大電流的承受能力。其中間隔離環(huán)節(jié)采用2輸入2輸出的高頻隔離變壓器，以實現(xiàn)一次側(cè)到二次側(cè)的電壓等級轉(zhuǎn)換與隔離，將輸入環(huán)節(jié)整流輸出的直流信號調(diào)制為高頻信號選擇了一個單相全橋變流器，目的是使系統(tǒng)具有簡單的結(jié)構(gòu)和控制，

3、該高頻交流電經(jīng)高頻變壓器耦合至副方，加至另一組完全相同的單相全橋變流器且與原方變換器使用相同的控制信號，恰好能夠?qū)⒏哳l方波整流為直流信號。低壓側(cè)同樣采取三相電壓型變流電路，通過并聯(lián)結(jié)構(gòu)控制IGBT與反并聯(lián)二極管來實現(xiàn)SST功率的雙向流動，使三相電壓型全橋變流電路將隔離環(huán)節(jié)輸出的直流變換為工頻交流。
　　 隨后詳細的研究與分析了SST各環(huán)節(jié)的工作原理了以及所采用的控制策略，對于其三階結(jié)構(gòu)的特點，讓高壓側(cè)能夠具有穩(wěn)定的直流電壓而且可

4、以對無功功率進行靈活調(diào)控，采用無功功率以及高壓整流輸出電壓閉環(huán)的控制策略，對于其中間隔離環(huán)節(jié)為了能夠保證二次側(cè)具有穩(wěn)定的直流電壓，采用電流電壓雙閉環(huán)的控制方法。低壓側(cè)采用輸出電壓閉環(huán)的控制方法以實現(xiàn)輸出要求的工頻交流電信號，以實現(xiàn)在電力系統(tǒng)正常運行下輸入電流正弦、負荷端的輸送電壓穩(wěn)定，進行靈活的傳輸有功功率，以及向電網(wǎng)注入無功等功能。
　　 根據(jù)PWM雙閉環(huán)控制的基礎上，本文基于Matlab/Simulink建立了SST的仿真模