基于模型预测控制的高频隔离型混合配电变压器 被引量：2

1

作者 王秀云 高硕 +3 位作者 裴忠晨 刘闯 李瑞峰 杨卫平 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期57-63,87,共8页

配电台区新型源/荷占比逐年提升,使得高/低电压、谐波放大、三相不平衡等配电终端电能质量问题凸显。提出一种基于模型预测控制的高频隔离型混合配电变压器,具备电能质量综合治理、交/直流混合配电等功能,可以满足配电终端用户高品质供... 配电台区新型源/荷占比逐年提升,使得高/低电压、谐波放大、三相不平衡等配电终端电能质量问题凸显。提出一种基于模型预测控制的高频隔离型混合配电变压器,具备电能质量综合治理、交/直流混合配电等功能,可以满足配电终端用户高品质供用电以及新型源/荷友好接入需求。介绍了高频隔离型混合配电变压器的拓扑结构并推导了数学模型。结合拓扑结构特点,设计了连续控制集模型预测控制(CCS-MPC)策略和延时模型预测控制策略,CCS-MPC通过计算最优化占空比,实现前端变换器输出具有固定的开关频率和开关序列,减小寻优计算量。利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了一套10 kV/0.4 kV电压等级的高频隔离型混合配电变压器系统,验证了所提拓扑结构电能质量综合治理能力的有效性。 展开更多

关键词 配电台区 高频隔离型混合配电变压器 模型预测控制 最优占空比 电能质量综合治理

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新型单相高频隔离型Delta源AC-AC变换器

2

作者 房绪鹏 赵冰冰 +1 位作者 王煦超 孙翔飞 《电源学报》 北大核心 2025年第2期67-74,共8页

为降低成本、减少器件并保证电路安全运行,提出1种单相隔离型Δ源AC-AC变换器。新型变换器可以提供更宽范围的Buck-Boost输出电压,输入/输出电压可同相或反相,同时可抑制浪涌和谐波电流,提高电路可靠性。对所提电路的工作原理进行分析,... 为降低成本、减少器件并保证电路安全运行,提出1种单相隔离型Δ源AC-AC变换器。新型变换器可以提供更宽范围的Buck-Boost输出电压,输入/输出电压可同相或反相,同时可抑制浪涌和谐波电流,提高电路可靠性。对所提电路的工作原理进行分析,推导得到各工作过程中主要元器件电压及输入/输出电压的关系式,并与其他改进的交流变换器进行对比,从理论上证明了新型交流变换器性能的优越性。根据所设计的参数搭建仿真模型和实验模型进行验证,仿真与实验的结果证实了理论分析的正确性与可行性。 展开更多

关键词 AC-AC 隔离型 高频变压器 Δ源

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基于Z型变压器的交直流混合配电网仿真分析 被引量：17

3

作者 张黎 吴昊 +3 位作者 曹磊 李庆民 赵彤 邹亮 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期79-84,共6页

随着智能电网的快速发展,分布式新能源配电网接入是未来发展的必然趋势。文中提出一种包含Z型变压器和升压斩波电路的新型单导线交直流混合配电网拓扑,以融合交流配电网与直流配电网的优势。Z型变压器因同一相的电压相互抵消而无明显的... 随着智能电网的快速发展,分布式新能源配电网接入是未来发展的必然趋势。文中提出一种包含Z型变压器和升压斩波电路的新型单导线交直流混合配电网拓扑,以融合交流配电网与直流配电网的优势。Z型变压器因同一相的电压相互抵消而无明显的铁芯饱和现象,可用于实现交流和直流功率的耦合与解耦。升压斩波电路用于实现直流功率的流动,并维持各节点的电压等级。建立了分布式新能源配电网接入新型拓扑的仿真模型,验证了该新型拓扑的可行性。 展开更多

关键词 分布式新能源 交直流混合配电网 新型拓扑 Z型变压器 升压斩波电路 铁芯饱和

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直接式AC/AC型混合配电变压器及其在配电环网潮流柔性调控中的应用

4

作者 王艺博 张瀚文 +3 位作者 蔡国伟 刘闯 郭东波 朱炳达 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期55-61,共7页

为满足未来配电网智能化的发展需求,实现配电环网潮流柔性调控,提出了一种能够满足城市配电环网潮流柔性调控的直接式AC/AC型混合配电变压器(AC/AC-HDT)。提出了AC/AC-HDT的拓扑结构并对其运行原理、优势进行分析与对比。基于此,结合现... 为满足未来配电网智能化的发展需求,实现配电环网潮流柔性调控,提出了一种能够满足城市配电环网潮流柔性调控的直接式AC/AC型混合配电变压器(AC/AC-HDT)。提出了AC/AC-HDT的拓扑结构并对其运行原理、优势进行分析与对比。基于此,结合现有配电环网的主要闭环方式,提出了含AC/AC-HDT的城市配电环网组网方案。基于配电环网潮流调控基本原理,给出了AC/AC-HDT在城市配电环网潮流调控中的策略流程。通过实验室AC/AC-HDT原理样机的搭建以及含AC/AC-HDT的双电源配电环网潮流调控效果的仿真分析,验证了所提直接式AC/AC-HDT拓扑的合理性以及其在配电环网潮流柔性调控中应用的可行性。 展开更多

关键词 混合配电变压器 直接式AC/AC型变换器 配电环网 潮流调控

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面向交直流混合配电系统的多端口电力电子变压器研究综述 被引量：82

5

作者 李凯 赵争鸣 +3 位作者 袁立强 高畅毓 文武松 游小杰 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1233-1250,共18页

多端口电力电子变压器作为交直流混合配电系统的一种关键枢纽设备,具备能量流动双向、潮流灵活调节、谐波无功可控和端口故障隔离等功能,近年来得到越来越多的关注。针对面向交直流混合配电系统的多端口电力电子变压器,层层深入推演了... 多端口电力电子变压器作为交直流混合配电系统的一种关键枢纽设备,具备能量流动双向、潮流灵活调节、谐波无功可控和端口故障隔离等功能,近年来得到越来越多的关注。针对面向交直流混合配电系统的多端口电力电子变压器,层层深入推演了其拓扑结构的发展历程,从图论的角度归纳出星型和串型结构,从公共能量汇集环节形式的角度归纳出共直流母线结构和高频耦合的结构。然后,对比分析了不同拓扑结构的优劣势,并给出实际交直流混合配电系统不同需求下的拓扑结构选取原则。进一步地,总结了多端口电力电子变压器在仿真、设计、控制与保护方面的应用挑战,进而展望了未来的技术发展方向。 展开更多

关键词 电力电子变压器 多端口 共直流母线 高频链 交直流混合配电系统

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用于柔性直流配电的高频链直流固态变压器 被引量：130

6

作者 赵彪 宋强 +3 位作者 刘文华 刘国伟 赵宇明 姚森敬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第25期4295-4303,共9页

提出直流固态变压器(DC solid state transformer,DCSST)将作为柔性直流配网中的关键环节,以实现高压直流配电和低压直流微电网间电压和功率的灵活控制和快速管理。文中给出一种基于高频隔离的双向DCSST方案,其具有与传统隔离双向DC/DC... 提出直流固态变压器(DC solid state transformer,DCSST)将作为柔性直流配网中的关键环节,以实现高压直流配电和低压直流微电网间电压和功率的灵活控制和快速管理。文中给出一种基于高频隔离的双向DCSST方案,其具有与传统隔离双向DC/DC变换器类似的传输功率模型;串联端的电压平衡与并联端的功率平衡等价;并且较易实现分布式、模块化和即插即用的软硬件结构。文中给出DCSST的拓扑结构、工作模式、传输功率特性、控制和管理策略、设计和实现方法;在此基础上,基于SiC功率器件,搭建用于柔性直流配网的DCSST样机,验证控制和设计方法的正确性和有效性。随着柔性直流输配电的快速推广,DCSST具有较大的应用前景。 展开更多

关键词 直流配电 高压直流输电 高频隔离 直流固态变压器 模块化变换器

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混合式配电变压器有载调压开关的结构与参数设计 被引量：3

7

作者 方健 方敏 +2 位作者 欧国东 李盛楠 蒋健 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2019年第11期61-68,82,共9页

基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开关特性,通过在机械式有载调压开关中增加由IGBT和电力二极管构成的辅助切换电路,提出了一种混合式配电变压器有载调压开关结构及其参数的设计方法,所提结构在抽头切换时引入电力电子开关,利用电力电子... 基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的开关特性,通过在机械式有载调压开关中增加由IGBT和电力二极管构成的辅助切换电路,提出了一种混合式配电变压器有载调压开关结构及其参数的设计方法,所提结构在抽头切换时引入电力电子开关,利用电力电子开关的开关性能实现配变抽头的有载无弧调整。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了混合式配电变压器有载调压开关的仿真模型,验证了所提混合式有载调压开关结构和参数设计方法的可行性。 展开更多

关键词 配电变压器 混合式有载调压开关 绝缘栅双极型晶体管 参数设计

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混合式高频交流配电系统的实验研究 被引量：1

8

作者 许泽刚 谢少军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期158-163,共6页

在混合式高频交流配电系统仿真研究的基础上 ,通过分析选择负载特性好 ,输出波形质量高的串并联谐振变换器作为混合式高频交流配电系统中产生高频正弦交流电的源变换器 ,对其进行了参数设计及电路仿真。在理论分析与仿真计算的基础上 ,... 在混合式高频交流配电系统仿真研究的基础上 ,通过分析选择负载特性好 ,输出波形质量高的串并联谐振变换器作为混合式高频交流配电系统中产生高频正弦交流电的源变换器 ,对其进行了参数设计及电路仿真。在理论分析与仿真计算的基础上 ,设计并制作了一台配电系统样品。通过不同工作模式下的负载试验验证了该配电系统 ,结合了正弦电压型和电流型配电结构的长处 ,具有非电接触式有限功率传输、负载端无须短路保护、可热插拔负载。 展开更多

关键词 混合式 高频 交通配电系统 实验研究 源变换器 负载试验 变压器

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混合式隔离型模块化多电平变换器 被引量：13

9

作者 林霖 裴忠晨 +2 位作者 蔡国伟 刘闯 裴勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第16期3319-3330,共12页

基于模块化多电平变换器(MMC)的电力电子变压器(PET)因其多端口接入、模块化结构、易实现电压拓展、输出波形质量高等优点受到广泛关注。但由于该PET中压交流侧电压由中压直流母线产生,使其中压交流端口电压始终限制在中压直流端口电压... 基于模块化多电平变换器(MMC)的电力电子变压器(PET)因其多端口接入、模块化结构、易实现电压拓展、输出波形质量高等优点受到广泛关注。但由于该PET中压交流侧电压由中压直流母线产生,使其中压交流端口电压始终限制在中压直流端口电压以下。该文结合模块化拓扑结构与单级式功率变换思想,提出一种混合式隔离型模块化多电平变换器(HI-MMC)。首先,分析HI-MMC结构以及组成HI-MMC两种隔离型子模块的拓扑结构及调制策略,通过不同子模块的组合配置可使HI-MMC突破交/直流电压比的限制,实现各端口电压等级的灵活设计;同时,所提出的HI-MMC还具有单级式功率变换、控制系统简单、节约电容等优点;其次,研究不同电压比下各类子模块相应的配置方案,并建立单相HI-MMC系统平均等效模型;最后,通过搭建的一套10kW实验室HI-MMC样机验证了所提拓扑结构的有效性。 展开更多

关键词 电力电子变压器 混合式隔离型模块化多电平变换器 单级式功率变换 电压比

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交直流混合配电网交流接地故障隔离策略 被引量：5

10

作者 李强 李玮 +3 位作者 贺思林 吴开宇 王丹 毛承雄 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2021年第9期57-66,共10页

在交直流混合配电网中,为使模块化多电平换流器像换流变压器一样能隔离交流接地故障,本文分析了单相接地故障下零序电流和零序电压的特性,提出基于比例谐振控制的零序电流抑制策略。本文在模块化多电平换流器中采用混合子模块拓扑及相... 在交直流混合配电网中,为使模块化多电平换流器像换流变压器一样能隔离交流接地故障,本文分析了单相接地故障下零序电流和零序电压的特性,提出基于比例谐振控制的零序电流抑制策略。本文在模块化多电平换流器中采用混合子模块拓扑及相应的调制策略,并为全桥子模块设计一种新型的电容充放电策略,在保证子模块电容电压均衡稳定的条件下提高桥臂输出电压幅值上限,解决零序电流抑制时过调制的问题。最后,在Matlab/Simulink中进行交直流混合配电网仿真,结果表明所提策略可以阻止交流接地故障传播至非故障配电网。 展开更多

关键词 交直流混合配电网 无换流变压器 交流接地故障隔离 零序电流控制

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应用于海岛配电网的级联型PET控制策略 被引量：7

11

作者 魏星 谢晔源 +2 位作者 卢宇 刘鹏 岳付昌 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期917-926,共10页

海岛配电网位于传统交流配电网末端,存在供电电源单一、网架结构薄弱和分布式能源利用率低等问题,同时还存在配电网的运行状态切换困难以及内部多设备控制模式和控制目标协同配合复杂等难题。为了提升系统的运行能力,应用级联型电力电... 海岛配电网位于传统交流配电网末端,存在供电电源单一、网架结构薄弱和分布式能源利用率低等问题,同时还存在配电网的运行状态切换困难以及内部多设备控制模式和控制目标协同配合复杂等难题。为了提升系统的运行能力,应用级联型电力电子变压器(power electronic transformer, PET)构建海岛交直流混合配电网。通过分析实际工程的应用需求,综合考虑并设计PET控制架构及其策略,满足双向功率传输、双向启动、多运行模式及其切换等要求,并在回转器模型基础上增加直流电压前馈环路提升PET的响应特性。系统实验结果表明,PET可实现海岛交直流混合配电网的可控互联,有效提升其功率传输的灵活性和适应性,并为其安全可靠运行提供有力支撑。 展开更多

关键词 电力电子变压器 级联型变换器 多运行模式 控制策略 电压前馈 交直流混合配电网

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I-M^2C型单级式电力电子变压器 被引量：7

12

作者 裴忠晨 林霖 +3 位作者 应鸿 蔡国伟 刘闯 宋晓民 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期3565-3574,共10页

结合模块化拓扑结构与高频链概念,提出一种单级式基于隔离型模块化多电平变换器(isolated modular multilevel converter,I-M^2C)的新型电力电子变压器(power electronic transformer,PET)。该PET可以完全消传统双级式PET中压侧的独立电... 结合模块化拓扑结构与高频链概念,提出一种单级式基于隔离型模块化多电平变换器(isolated modular multilevel converter,I-M^2C)的新型电力电子变压器(power electronic transformer,PET)。该PET可以完全消传统双级式PET中压侧的独立电容,显著减少功率半导体器件数量,简化系统控制难度。I-M^2C型单级式PET具有低压直流、中压直流、中压交流三种基本端口,功率可在三端口间自由流动,其适用于在未来交/直流混合电网中。详细介绍了该PET的拓扑结构及工作原理。最后,搭建了一套800V/10kW的三相I-M^2C型单级式PET样机,并通过实验验证了所提拓扑结构的正确性与有效性。 展开更多

关键词 配电网 电力电子变压器 隔离型模块化多电平变换器 单级式功率变换

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基于钳位开关电容的高频模块化直流变压器 被引量：7

13

作者 孙谦浩 李亚楼 +2 位作者 王静 孟经伟 穆清 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期3633-3642,共10页

直流变压器是构建直流配电网的核心设备。鉴于此,为了促进直流配电网的工程化进程与运行可靠性,提出一种基于钳位开关电容的高频模块化直流变压器方案(clamping switched capacitors-based high-frequency modular DC transformer,CSC-D... 直流变压器是构建直流配电网的核心设备。鉴于此,为了促进直流配电网的工程化进程与运行可靠性,提出一种基于钳位开关电容的高频模块化直流变压器方案(clamping switched capacitors-based high-frequency modular DC transformer,CSC-DCT)。相比于传统的直流变压器,该文所提的方案不仅集成了原有方案的功率密度高、体积小、运行噪音低、高低压侧隔离等优点,同时也克服了原有方案应用时的众多不足,是一个集冗余子模块设计功能、直流故障处理能力、灵活控制方法、升降压型高频链电压调节能力以及单步直接电压变换功能于一体的换流开关一体化直流变压器。同时,为了更好地利用CSC-DCT的优势,对CSC-DCT的子模块基本调制策略、直流故障处理策略、冗余子模块在线切换策略、控制系统架构及电流、电压以及传输功率特性等进行详细的分析与研究。实验结果验证了该文所提的CSC-DCT及其控制策略的可行性与有效性。 展开更多

关键词 直流配电网 高频模块化直流变压器 直流故障隔离 在线冗余子模块设计 钳位开关电容 换流开关一体化设备

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适合直流配电的有源前端控制器 被引量：2

14

作者 刘闯 崔剑锋 +1 位作者 刘海洋 蔡国伟 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期104-110,117,共8页

为使用户侧大量新能源能够充分地发挥作用并可对其有效管理,提出一种基于有源前端控制器的直流供电系统结构,在该结构中结合电力电子技术与高频隔离技术将配电降压变压器与低压AC-DC变换器一体化设计为有源前端控制器,以完成中压交流配... 为使用户侧大量新能源能够充分地发挥作用并可对其有效管理,提出一种基于有源前端控制器的直流供电系统结构,在该结构中结合电力电子技术与高频隔离技术将配电降压变压器与低压AC-DC变换器一体化设计为有源前端控制器,以完成中压交流配电网与低压直流网之间功率相互变换的过程。给出了有源前端控制器的基本类型及不同类型的实际应用。详细探讨了基于输入串联输出并联的级联型有源前端控制器的系统拓扑结构及其各自模块功能特点。通过基于双升压/降压全桥式变换器与CLLC谐振型直流变换器模块的级联型有源前端控制器小型实验系统验证了整体系统结构的可行性和控制策略的有效性。 展开更多

关键词 直流配电系统 有源前端控制器 高频隔离 级联型 变换器 功率平衡

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