【摘 要】
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随着化石能源的不断枯竭,可再生能源比例不断上升,成为未来的主要能源。电力电子变压器是分布式可再生能源接入与消纳、交直流混合配电网及微网中的核心设备,电力电子变压器的研制与应用将给配电系统带来一系列的变革与益处。本文以三相电流型高频链电力电子变压器（High Frequency Link Power Electronic Transformer,HFL-PET）为研究对象,对其安全换流及减小占宽比丢
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随着化石能源的不断枯竭,可再生能源比例不断上升,成为未来的主要能源。电力电子变压器是分布式可再生能源接入与消纳、交直流混合配电网及微网中的核心设备,电力电子变压器的研制与应用将给配电系统带来一系列的变革与益处。本文以三相电流型高频链电力电子变压器（High Frequency Link Power Electronic Transformer,HFL-PET）为研究对象,对其安全换流及减小占宽比丢失技术展开研究。本文首先针对三相电流型HFL-PET的换流问题,提出低开关电压应力的解结耦矢量调制。采用解结耦的思路,将三相电流型矩阵式HFL-PET解耦成两个由单向开关管构成的三相-三相变换电路,然后,采用12扇区划分的电流型空间矢量信号与互补的高频方波信号,按照电流型结耦的思路合成三相HFL-PET的调制信号。采用该调制方法,不仅能够实现变换器的安全换流,也能够实现开关管的低电压应力,然而也带来占宽比丢失的问题。其次,为减小占宽比丢失及不利影响,本文提出可减小占宽比丢失的三相电流型HFL-PET拓扑及辅助开关整体式调制策略,利用零矢量阶段漏感与辅助电容谐振改变电流方向,实现减小占宽比丢失的目的。采用辅助开关整体式调制,谐振电容会产生电流尖峰,为避免电容电流尖峰,本文进行了优化,提出了辅助开关分离式调制策略。采用分离式调制策略,无谐振电容电流尖峰,同时也可以达到减小占宽比丢失的目的,仿真验证了所提拓扑及调制策略的有效性。最后,本文建立三相电流型HFL-PET数学模型,基于数学模型,对系统进行双闭环控制器设计;并搭建三相电流型HFL-PET硬件平台,采用DSP及CPLD相结合的数字控制电路,进行低开关电压应力的解结耦矢量调制实验验证、减小占宽比丢失的三相电流型HFL-PET拓扑及辅助开关分离式调制实验验证以及闭环实验验证,实验结果证明本文所提出的调制及控制策略的可行性。
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