面向配电网的级联型矩阵式电力电子变压器关键技术研究

基本信息
批准号:61503417
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:王辉
学科分类:
依托单位:中南大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孙尧,孙妙平,但汉兵,徐占东
关键词:
矩阵变换器调制策略容错控制电压和功率均衡控制多目标优化
结项摘要

To overcome the drawbacks of low power density, functional singleness, power quality concerns and complex protection in low frequency distribution transformer and to meet the requirements of multi-function, high quality of power supply, high power density and reliability on the distribution transformer in future smart grid, this project proposes a solution based on cascaded matrix converter based power electronic transformer. According to the solution, topology, operating principles and unified mathematical model are studied. Taking quality of the input/output waveforms, capacity of reactive power compensation and system efficiency into consideration, the optimized modulation strategy will be presented. The origin of voltage and power unbalance in different power cells will be investigated, and control schemes for balancing voltage and power will be developed. The fault-tolerant capability of the system under various abnormal conditions will be researched and control methods under such situations will be presented. This project aims to solve the existing problems of the low frequency distribution transformer and expand the applications of the semiconductor power converter based flexible AC transmission and distribution equipments in power system. The research of this project provides a viable solution for the key technologies in constructing the new generation of distribution system with multi-function and high performances. The final purpose is to ensure safe operation, reliability and cost-effectiveness of the future smart grid.

针对目前工频配电变压器存在功率密度低、功能单一、电能质量问题和所需保护措施复杂等一系列问题以及未来智能电网对配电变压器多功能性、高供电质量、高功率密度和高可靠性等要求,提出一种级联型矩阵式电力电子变压器的解决方案。针对该解决方案,研究其拓扑结构、工作原理和统一化数学模型;综合考虑输入输出波形质量、无功补偿能力、系统效率等性能指标,研究其优化的调制策略;分析级联型矩阵式电力电子变压器各模块电压和功率不平衡的根源,研究电压和功率平衡的控制方法;针对各种非正常工况条件,研究系统的容错运行控制策略,提高系统的可靠性。本项目研究有望解决目前配电变压器中存在的问题,拓宽基于半导体功率变换器的柔性交流输配电装置在电网领域的应用,为构建新一代多功能和高性能的智能化配电网提供理论和技术支持,为未来智能电网系统的安全可靠和高效经济运行奠定基础。

项目摘要

针对目前工频配电变压器存在功率密度低、功能单一、电能质量问题和所需保护措施复杂 等一系列问题以及未来智能电网对配电变压器多功能性、高供电质量、高功率密度和高可靠性 等要求,提出一种级联型矩阵式电力电子变压器的解决方案。针对该解决方案,研究其拓扑结 构、工作原理和统一化数学模型;综合考虑输入输出波形质量、无功补偿能力、系统效率等性 能指标,研究其优化的调制策略;分析级联型矩阵式电力电子变压器各模块电压和功率不平衡 的根源,研究电压和功率平衡的控制方法;针对各种非正常工况条件,研究系统的容错运行控 制策略,提高系统的可靠性。本项目研究有望解决目前配电变压器中存在的问题,拓宽基于半 导体功率变换器的柔性交流输配电装置在电网领域的应用,为构建新一代多功能和高性能的智 能化配电网提供理论和技术支持,为未来智能电网系统的安全可靠和高效经济运行奠定基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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