开关电容型电力电子变压器关键技术研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ellen0807523254
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着城市配电网规模的不断扩大、分布式电源和可再生能源的高密度接入以及信息技术和电力电子技术的蓬勃发展,配电网系统呈现新的特征:分布式发电技术发展迅速,涉及一系列的大功率、高效、高质量的能量转换和控制问题;电网智能化受到广泛关注,对电网的可控性提出了很高的要求;非线性负荷增长迅速,使得电力系统中的电能质量问题日益突出。本文提出一种开关电容型电力电子变压器,旨在解决传统电力电子变压器难以满足现代乃至未来配电系统小型化、轻量化、高效化、智能化等各种新发展要求。首先,提出利用开关电容模块实现共模隔离的概念,采用单位增益开关电容变换器作为共模隔离的结构基础,对其拓扑结构、控制方法等方面进行分析。开关电容共模隔离模块对于差模功率实现1:1向后传输,而对于共模电流信号则希望抑制其大小从而在本质上实现共模隔离,保证人体接触安全。本文从系统以及器件参数的角度分析了共模电流的抑制方法,并证明SiC等新型宽禁带开关器件的发展使得这种电气连接的变压器设想成为可能。同时,进一步给出了其他减小共模电流的方案构想,实现电气隔离从传统电磁化隔离到半导体化隔离的跃变。其次,开展对开关电容型DC-DC电力电子变压器研究,针对电压变换环节提出了一款桥式模块化开关电容DC-DC变换器。在此基础上,为减少回流无功和系统损耗,采用了多种改进型移相控制方法。对桥式模块化开关电容变换器的拓扑结构以及在不同移相控制方式下的电路运行模态进行了分析,给出电路特性计算结果,分析对比不同移相控制方式的优劣。从回流功率大小的角度对比分析了不同移相控制方式下变换器的效率特性。进一步,采用了一种改进的状态空间平均法对桥式模块化开关电容DC-DC变换器进行小信号建模,为控制系统的优化设计提供了依据。并搭建了一台200W的实验样机,从仿真以及实验角度验证了电路运行理论分析的正确性并给出实际电压变比等测试结果以及效率测试结果。再次,开展对开关电容型AC-AC电力电子变压器的研究,针对电压变换环节提出一款新型升降压矩阵式AC-AC变换器。在此基础上,对拓扑结构、控制方式以及工作模态进行了分析,并进一步给出了损耗分析以及功率密度分析结果。通过与现有单相矩阵式AC-AC变换器对比,表明了所提电力电子变压器结构在器件数量,功率密度以及能量传输效率等方面具有优势。搭建了一台200W的实验样机,从仿真及实验角度验证了理论分析的正确性并给出样机的交流电压电流波形质量指标以及效率、损耗等测试结果。
其他文献
背景和目的:上皮-间质转化(Epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)在前列腺癌的进展和转移中起重要作用。circRNA-miRNA轴与前列腺癌的发生、发展、转移等有着密切的关系。本研究的目的:筛选并鉴定发生EMT前后的前列腺癌细胞中差异表达的circRNA和miRNA;探讨circRNA-miRNA轴在前列腺癌细胞EMT过程中的分子机制,并进一步认识其作用
癌症是世界上主要的公共卫生问题之一,根据2018年世界卫生组织(WHO)统计报告,全球约有1810万新癌症病例,960万患者死于癌症,预计全球癌症病例将呈快速增长趋势,到2025年将增加到1900万,到2035年将达到2400万。全球癌症发病率的持续增长也推动了抗癌药物市场的快速发展。然而,由于获得性耐药和多种分子癌症类型,迫切需要寻找新颖,安全,有效的抗癌药物。近年来,天然产物的提取及其结构修饰
丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联是真核生物中普遍存在的信号传导模式,它通过各种受体/传感器将刺激传递到真核生物的细胞并引起细胞响应。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)由三种模块组成,分别是MAP3K(MAP2K激酶)、MAP2K(MAPK激酶)和MAPK。这些激酶通过磷酸化依次相互激活,从而将信号从受体传递到相应的下游效应因子中。蛋白质磷酸化级联将细胞外刺激与广泛的细胞反应联系起来。然而,迄今为止,
传统化石能源在开采和使用过程中带来的环境污染问题和资源枯竭问题使得未来全球能源危机日益凸显。相较于化石能源,清洁能源普遍具有污染少、储量大、可再生等特点。对清洁能源(特别是海洋中蓝色能源)的开发,将为世界能源和社会的可持续稳定发展做出重要的贡献。此外,物联网技术和便携式电子产品的飞速发展也对小型分布式电源和各类传感器提出了更高的要求。基于上述背景,摩擦纳米发电机作为一种能够有效地将环境中各种形式机
减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式,DNA仅复制一次,但经历同源染色体和姐妹染色单体间的两次连续的染色体分离过程,最终产生单倍体配子。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)已经成为研究减数分裂染色体精确分离调控机制的重要模式生物。减数分裂染色体的结构和动态变化过程在物种间是保守的。减数分裂染色体的一个典型特征是形成联会复合体。联会复合体是一个复杂的三组分蛋白结构,由中间区域以及
随着分布式能源技术的快速发展以及用户对综合能源服务需求的日益提升,综合能源系统凭借其高能效、低成本、环境友好、灵活可靠等特点,成为能源梯级利用的一种必然方式。综合能源系统利用各类传统能源技术及可再生能源技术实现电、热、冷等多种能源形态之间的协同转化,其目的是最大限度地满足终端用户的各种用能需求。由于产能侧的可再生能源出力及用能侧的负荷需求均存在较强的波动性,系统呈现出复杂的动态随机特性与不确定性,
土壤盐渍化问题已经成为全球的重点问题,更高效的利用盐碱地,促进经济绿色可持续发展是当今科学家研究的热点方向。盐渍化土壤明显抑制植物的生长发育,显著降低农作物的产量和质量,但有些植物能够在高盐环境下正常生长并完成生活史,如盐生植物,通过研究它们所具有的特殊耐盐机制,使其他植物也具有相应的耐盐性,这将是解决盐渍化问题提高农作物产量和质量的最有效方式之一。二色补血草是一种典型的泌盐盐生植物,其特殊的结构
研究背景:帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是中老年人中常见的进行性神经退行性疾病,其发病原因是黑质多巴胺能神经元的变性缺失。苍白球外侧部(Globus pallidus external segment,GPe)和苍白球内侧部(Globus pallidus internal segment,GPi)是基底神经节环路中直接和间接通路的重要核团。SKF38393是一种常见的多
野大豆(Glycine soja Sieb.et Zucc.)是豆科大豆属的一年生缠绕草本,其研究价值在于作为栽培大豆的野生近缘种具有改良大豆性状的潜力,且具有维持物种多样性的生态学意义。世界上有90%以上的野大豆分布在中国,且中国的野大豆具有相对较高的遗传多样性。鉴于前人研究取样的局域性及无规律性,本研究从中国东部取样,取样范围为北纬25°-48°,每个居群的纬度间隔约为2°,使纬度作为主要的地
随着土壤盐渍化的增加,全球几亿公顷的土地受到盐渍化影响。因此,在盐碱地上种植作物的耐盐能力越来越重要。目前可以通过种植盐生植物来改良盐碱地,发展盐碱化农业,防止水土流失,当务之急应将盐生植物的耐盐机理及相关耐盐基因的功能研究透彻,这样不仅有利于盐生植物对盐碱地的改良,还能够通过转基因技术将耐盐基因转入非盐生植物中,从而增强其耐盐性。二色补血草作为向外泌盐的盐生植物,能够将过剩的盐离子通过表皮的盐腺