三相固態(tài)變壓器最優(yōu)控制研究.pdf

1、固態(tài)變壓器(SolidStateTransformer,SST)是近些年隨著電力電子技術(shù)及大功率器件的發(fā)展而逐步產(chǎn)生的一種新型電力變壓器。SST不僅能實現(xiàn)傳統(tǒng)電力變壓器變壓、隔離及傳遞能量等基本功能,還有體積小,重量輕,無環(huán)境污染,保證原方電流、副方電壓為正弦,功率因數(shù)控制靈活等功能。電力系統(tǒng)是一個非線性系統(tǒng),而對于非線性系統(tǒng)最優(yōu)控制的最優(yōu)解大都是不存在的,只能求得其近似解。然而,若將某些對系統(tǒng)影響微小的條件忽略,便可得到與其近似的線性

2、系統(tǒng)。線性最優(yōu)控制理論已具有十分成熟的體系,應(yīng)用方便。其中的最優(yōu)跟蹤控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)對理想輸出的跟蹤,控制效果顯著,故本文將其作為SST的控制算法。
　　 本文首先介紹SST的發(fā)展、應(yīng)用現(xiàn)狀及前景。然后介紹了最優(yōu)控制的相關(guān)理論,重點分析了最優(yōu)跟蹤控制理論,得到了最優(yōu)跟蹤控制的原理框圖。針對SST在配電網(wǎng)中的應(yīng)用采用了一種由多級相同的功率模塊串聯(lián)運行的SST拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案,以實現(xiàn)采用低壓功率器件在中高壓電力系統(tǒng)的電能變換。搭建了SS

3、T的數(shù)學(xué)模型并轉(zhuǎn)化為dq模型,并根據(jù)最優(yōu)跟蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟進(jìn)行SST控制系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)SST及其最優(yōu)跟蹤控制系統(tǒng)的理論推導(dǎo),建立了基于Matlab/Simulink的SST仿真模型。初步設(shè)計了基于DSPTMS320C28343的硬件實現(xiàn)和相應(yīng)的軟件流程。為SST實驗樣機的制作奠定了基礎(chǔ)。
　　 仿真結(jié)果表明SST最優(yōu)跟蹤控制系統(tǒng)基本能夠?qū)崿F(xiàn)對理想輸出的跟蹤,誤差較小,控制效果良好,能夠?qū)崿F(xiàn)輸入電流正弦、輸出電壓恒定等功能。