论文部分内容阅读
随着直流输配电的快速发展,为了实现不同电压等级的直流联网,以及实现分布式新能源电源、储能系统和直流负载的接入,直流电压的变换和能量的交换将不可避免。论文对模块多重化直流变压器的关键技术进行了深入研究,以推动直流电压变换技术的发展和应用。针对电压不匹配时,DAB多重化直流变压器的高频链环流迅速增加,导致损耗增加,甚至危害系统安全稳定运行的问题,论文提出一种开关电容接入的解决方案和一种改进开关电容接入的解决方案,通过增加开关电容接口(switched capacitor acess interface,SCAI)或在直流电容回路增加辅助开关管,并实施电压匹配控制或直通控制,实现高频链的电压匹配,优化高频链的环流。此外,还可以通过关断SCAI开关管或辅助开关管,切断直流电容放电回路,实现故障子模块的旁路运行或从故障处切除直流变压器,从而提高了系统的可靠性。针对DAB多重化直流变压器的串联数和并联数必须相等,设计灵活性不足,以及开关管的额定电压或电流很难得到充分利用的问题,论文提出一种高频链多重化的解决方案,并对其特性展开了研究,结果揭示了在直流电压利用率、最大传输功率、环流特性和软开关特性上,方波调制的效果最优,三角波调制的效果最差,对优化高频链的运行特性具有一定的理论意义和实际工程应用价值。针对实际工程应用中,DAB多重化直流变压器的子模块控制电源从直流电容取电的情况,论文分析了待机闭锁时电压不平衡的机理,提出一种最低电压追踪投切与辅助电压环的平衡控制方法,可以有效解决DAB多重化直流变压器的起动充电过程、待机闭锁状态和运行解锁状态的电压平衡问题。分别建立了开关电容接入与改进开关电容接入、高频链多重化,和DAB多重化的直流变压器试验样机,实验结果验证了所提出方案的有效性以及理论分析的正确性。