摘 要

科技的进步让研究者们逐渐发现了电力电子变压器（PET）的优点，探究出它的功能，还有能预感它能解决之后的电力系统新出的各种问题的能力。特别是让它跟相比较更具有它特有的亮点之处，在今天智能电网（Smart Grid）的大环境下。智能电网（Smart Grid）以成就电力系统高的效率、经济的价格、安稳牢靠、为目标，也特别看重对电力能量的高质量的要求。

论文一开头比较简单的介绍了PET的成长历史和大约的归类区分，再慢慢引出它的研究的现状逐渐细分的讲述PET成长起来的历程还有之后的发展。再详细针对变压器的整流与DC/DC这两部分进行详细分析。本篇论文中电压器的整流这个部分引用了级联均压的原理还有它特有的控制策略。还引入了载波移相调制进行大致分析，介绍整流器的策略然后讲述具体均压控制策略最后进行仿真分析。在DC/DC部分同样进行了大致概括介绍了其原理及控制策略，从双有源DC/DC变换器传统单移相控制策略进行分析介绍，对此进行建立小信号模型，最后再引入基于前馈-后馈的跟随控制均压策略，然后引用参数进行仿真分析。在理论分析之后，进入到搭建仿真模型的环节，本文会依照理论分析的结果，将仿真模型一一具现化。最终根据自己搭建的模型一一进行仿真，比较理论和仿真的结果，看看是不是有效的工作。本文将使用Matlab的Simulink库中的仿真模块完成建模和仿真。

关键词：、、、双有源、

Simulation and Research of Solid State Power Electronic Transformer

Abstract

With the development of PET, researchers have constantly discovered their strengths and potential powerful features and the ability to solve the problems of future power systems. Especially in today's smart grid environment compared with the traditional transformer PET more advantages, smart grid to achieve efficient power economy, safe and reliable, resource conservation, environmental friendly as the goal, and attaches great importance to the power quality requirements.

First of all, this paper briefly introduces the development history and general classification of power electronic transformer (PET), and then introduces the research course and development of power electronic transformer (PET) in detail. And then detailed for the transformer rectifier and DC/DC these two parts for a detailed analysis. starting from the cascade rectifier introduced, the introduction of carrier phase modulation, and then introduced cascade rectifier control strategy, and finally introduced cascade pressure control strategy detailed method , And the topology is simulated and analyzed. In the DC/DC part, the general principle and control strategy are introduced. The traditional single phase shift control strategy of dual active DC/DC converter is introduced and analyzed. The small signal model is established and finally introducedFeedback-feedforward follower pressure control strategy, and then reference the parameters for simulation analysis. After the theoretical analysis, to enter the link to build simulation model, this paper will follow the theoretical analysis of the results, the simulation model one by one with. Finally, run the simulation model, use the simulation results and theoretical one by one comparison analysis, observe whether the simulation model works effectively. This article will use Matlab Simulink library simulation module to complete the modeling and simulation.

Keywords: Power electronic transformers、Carrier phase modulation、Cascade rectifier pressure、Dual active DC/DC converter、Simulink simulation

目录

摘要I

AbstractII

第一章 绪论1

1.1 研究背景及意义1

1.2 变压器的发展历史及分类2

1.2.1 变压器的发展史2

1.2.2 变压器的分类及介绍3

1.3 研究现状4

1.3.1 PET早期研究历程4

1.3.2 PET的具体研究及发展5

1.4 7

第二章 级联均压的构成、原理及控制策略9

2.1模块级联整流器9

2.1.1载波移相调制10

2.2 13

2.3级联均压控制策略16

19

3.1 DC/DC变换器综述19

3.2 双有源DC/DC变换器20

3.3 双有源DC/DC变换器的控制策略21

3.3.1 双有源DC/DC变换器传统单移相控制策略22

3.3.2 DC/DC变换器小信号模型26

3.3.3 31

第四章 仿真与实验结果33

4.1级联均压的控制策略仿真结果33

4.2双有源DC/DC变换器的控制策略仿真结果34

第五章 总结37

致谢39

参考文献40

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

自20世纪70年代，国外就已经开始了对电力电子变压器进行了探究和发现(Power Electronic Transformer，PET)^【1】，一开始探究电力电子变压器就仅仅是为了让它变得更小一点方便一点，可以用到远航、飞天等领域。一开始因为那时候它的领域器件还有转换的功率比较不先进，导致它的实验机子电压级别较小、可以容含的量比较低，使得对电力电子变压器的探究受到阻力。电力电子变压器的崛起是在做出功率转换开关的技术有了一定的冲破之后，在二十世纪九十年代末期。今日有很多新的电力电子变压器的结构拓扑方法，也能做出一样的实验样板机，虽然市场上的半导体器件（Semiconductor device）额定的电压就只有八千伏。

科技的进步让研究者们逐渐发现了电力电子变压器（PET）的优点，探究出它的功能，还有能预感它能解决之后的电力系统新出的各种问题的能力。特别是让它跟旧传统变压器相比较更具有它特有的亮点之处在今天智能电网（Smart Grid）的大环境下。智能电网（Smart Grid）以成就电力系统高的效率、优惠的价格、安稳牢靠、俭约资源为目标^【1】，也特别看重对电力能量的高质量的要求。变压器的旧传统有一些一直存在的缺点。例如：空载时导致损耗很高、变压器外形比较大比较重、在发生故障的时候不能发现及时的隔离开、铁芯饱和时候会产生磁涌对系统不好等等，让它不能适合于智能电网（Smart Grid）。

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