【摘 要】
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高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)特别适合远距离、大功率电能输送,而多端直流输电系统受到越来越多的关注。在多端直流输电系统中,需要DC/DC变换器连接两个
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高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)特别适合远距离、大功率电能输送,而多端直流输电系统受到越来越多的关注。在多端直流输电系统中,需要DC/DC变换器连接两个不同电压等级的直流输电系统。由于电压等级较高,受到开关器件的额定电压限制,传统的DC/DC变换器拓扑并不适用。为此,本文提出了一类高压大功率DC/DC变换器,并给出了其控制策略和参数设计方法。本文基于模块化多电平技术提出了两种含两个链式模块(Chain Link)的非隔离型DC/DC变换器(2-Chain-Link DC/DC Converter,2CL-DCC)。以提出的2CL-DCC为基础,推导出了能同时满足升压和降压要求的含三个链式模块的DC/DC变换器(3-Chain-Link DC/DC Converter,3CL-DCC),并分析了一种特殊的3CL-DCC,由于输出侧电感两端电压不含基频交流分量,因此其感值可大大减小。本文还提出了该类变换器的方波工作模式,与正弦波工作模式相比,方波工作模式具有交流环流更小的优点。本文分析了2CL-DCC在载波移相调制策略下,子模块电容电压均压的问题,并在此基础上提出了交流相角差控制策略和子模块电容电压平衡控制策略。其中,交流相角差控制可保证两个链式模块子模块电压平均值之比为设定值,子模块电容电压平衡控制可实现同一个链式模块中子模块电容电压的平衡。最后搭建了2CL-DCC和3CL-DCC的仿真平台,并研制了一台1kW的2CL-DCC原理样机。仿真与实验结果验证了所提出控制策略的有效性。
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