【摘 要】
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随着环保与可持续发展的呼声越来越大,人们将目光投向风能、太阳能等清洁能源。而清洁能源的特性以及并网特性对传统交流电网产生显著冲击,为了解决这个问题,直流输电与直流电网被提出并进入运用,然而在直流电网不同电压等级的换流站互联上存在难点。类似于交流电网,通过DC/DC变换器将不同电压等级的直流线路的相连接。应用在直流电网上的直流变换器不同于传统的直流变换器,适用于高压大容量场合的DC/DC变换器对于电
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随着环保与可持续发展的呼声越来越大,人们将目光投向风能、太阳能等清洁能源。而清洁能源的特性以及并网特性对传统交流电网产生显著冲击,为了解决这个问题,直流输电与直流电网被提出并进入运用,然而在直流电网不同电压等级的换流站互联上存在难点。类似于交流电网,通过DC/DC变换器将不同电压等级的直流线路的相连接。应用在直流电网上的直流变换器不同于传统的直流变换器,适用于高压大容量场合的DC/DC变换器对于电子元件的耐压水平具有严苛的要求。本文以适用于直流电网的大功率高电压等级的DC/DC变换器作为对象,研究其电气拓扑,数学模型,参数设计和控制策略,并对控制策略进行改进。首先介绍了柔性直流电网的背景,介绍了研究适合直流电网的DC/DC变换器的目的和意义。综述了DC/DC变换器的研究现状。介绍了模块化多电平变换器(MMC)的结构、基本原理以及调制方式,其中对最近电平逼近控制方式(NLC)进行数学分析并对MMC关于NLC的相关参数进行整定。其次,采用一种单向降压型DC/DC变换器,阐述了该变换器的拓扑结构和工作原理,并对其控制策略进行改进。在PSCAD/EMTDC下建立模型并对其进行仿真验证,结果表明该DC/DC变换器能够实现电压等级低变比互连,实现较小损耗的功率传输,直流输出及输入电压和电流波形噪声更小。最后,阐述了基于半桥子模块的MMC型双向DC/DC变换器的拓扑结构和工作原理,建立数学模型并根据数学模型提出控制策略,该控制策略能够使交流侧电流幅值在最小的情况下稳定运行,提高传输效率。并且考虑到直流侧发生直流短路故障的情况下,能够通过另一侧MMC换流器快速控制电流幅值,降低了故障电流对电子元件的冲击,使变换器进行直流故障穿越,并在故障解除后能够快速响应,重新回到全功率运行状态。在PSCAD/EMTDC环境下对该控制方式进行仿真验证,证明其可行性。图[62]表[5]参[84]
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