电子电力变压器建模与仿真平台搭建.docx

目录目录Ⅰ摘要IIABSTRACTII1绪论21.1研究背景与意义21.2EPT的研究现状21.3EPT的应用前景21.4本文的主要工作22EPT的基本原理及结构22.1EPT的基本原理22.2EPT的拓扑结构22.2.1直接AC/AC型EPT22.2.2AC/DC/AC型EPT22.3本章小结23EPT建模与控制23.1EPT的输入级23.1.1VSR的拓扑结构23.1.2VSR的数学模型23.1.3VSR的控制策略23.2EPT的隔离级23.2.1级联型DAB的结构23.2.2级联型DAB的数学模型23.2.3级联型DAB的控制策略23.3EPT的输出级23.2.1VSI的结构23.2.2VSI的数学模型23.2.3VSI的控制策略23.4本章小结24EPT的仿真24.1输入级仿真24.2隔离级仿真24.3输出级仿真24.4EPT整体仿真24.4.1EPT开关频率的选择24.4.2EPT对电能质量仿真24.5本章小结25总结与展望2参考文献2致谢2附录51电子电力变压器建模与仿真平台搭建摘要电子电力变压器（ElectronicPowerTransformer，EPT）它是一种将电力电子变换技术和基于电磁感应原理的电能变换技术相结合，实现电力特征转变的全新变电装置。电子电力变压器在满足常规变压器变压、隔离、能量传递等功能的同时，还能进行潮流控制和电能质量的调节，能显著提高电力设备智能化水平，满足智能电网的发展需求。本文首先介绍了电子电力变压器发展及研究现状，分析比较了几种典型的EPT的原理及拓扑结构。基于前人的研究基础，重点研究了一种包含直流环节的级联式三级结构，即拥有输入级、隔离级、输出级的电子电力变压器。输入级采用三相电压型PWM整流器，采用整流输出和无功功率双闭环控制，实现单位功率因素控制和输出电压的稳定可控；隔离级采用ISOP型级联DAB结构，实现了高压到低压的直流变换，并且利用闭环控制实现了低压输出稳定可控及各模块的均压、均功率问题；输出级采用三相电压型PWM逆变器，利用V/F控制实现了将直流电压转化为稳定可控的三相工频交流电压。基于上述的控制策略，利用PSCAD/ETMDC搭建了EPT的仿真模型。首先分别验证了各级模块的控制策略的有效性，然后对EPT进行整体仿真，通过对电网各种电能质量问题的模拟，验证了EPT在电能质量改善方面的优越性能。关键字：电子电力变压器，级联结构，控制策略，电能质量TheModelingandSimulationPlatformofEPTABSTRACTElectronicPowerTransformer(EPT)isabrand-newkindoftransformerdevices,whichcanachievethechangeofpowercharacteristics.Itcombinespowerelectronicstransformationtechnologyandpowerconversiontechnologybasedonelectromagneticinductionprinciple.EPTcannotonlyachievevoltageconverter,insulation,energytransmissionwhichconventionaltransformercando,butalsoachievepowerflowcontrolandregulatepowerquality.Itcansignificantlyimprovetheintelligentlevelofpowerequipmenttomeetthedevelopmentneedsofsmartgrid.ThispaperfirstlyintroducesthedevelopmentandresearchstatusofEPT,andmakescomparisonsaboutseveraltypicalprincipleandtopologies.Basedonpreviousresearch,weproposeacascadedternarystructurewithdclinkforEPT,whichconsistsofinputstage,insolationstageandoutputstage.Theinputstageadoptsathreephasesvoltagesourcedrectifier(VSR).Itcanachievetheunitpowerfactorcontrolandstabletherectifiedoutputvoltagewiththeclosed-loopcontrolsofreactivepowerandrectifiedoutputvoltag