关键词:
可靠性
工况模拟
DC/AC变换器
LC-LCL滤波器
摘要:
随着电力电子设备在电力系统中的地位越来越高,电力电子可靠性成为了一个非常重要的研究方向。可靠性的研究离不开电力电子器件和装置在各种条件下的测试,尤其是在实际运行的工况下。在这个背景下,本文设计了一套用于模拟电力系统中DC/AC变换器实际工况的实验平台。传统的电力电子工况模拟平台均采用变换器背靠背相连的拓扑,变换器的输出端通过电感相连,只能对带有单电感滤波器的并网逆变器工况进行模拟。本文则在传统的工况模拟平台的基础上,对其滤波器和控制策略进行了改进,设计了LC-LCL滤波器网络。其中LC滤波器及其同侧变换器构成电压源型变换器,产生交流电压,可以用于模拟电力系统中UPS等变换器工况,而LCL滤波器及其同侧变换器则构成电流源型变换器,产生交流电流,可以用于模拟并网逆变器等变换器工况。经过这样的改进,工况模拟的种类更加丰富,效果更加真实,而且使用起来经济、灵活。针对新的LC-LCL滤波器网络,本文对其进行了理论上的分析,建立了两输入两输出的数学模型,分析了输出电压和电流的耦合关系。在此基础上,本文更进一步,研究了闭环系统的控制策略和稳定性,找出了影响稳定性的主要因素,并给出了相应的解决方案。除了理论分析,本文还完成了工况模拟平台的软硬件设计与制作,通过实验验证了稳定性等相关理论,并实现了多种工况的模拟。而且硬件电路也具备IGBT开关电流测量等测量功能。