汽车电力电子应用管理论文提纲

论文题目：含储能系统的电力电子变压器故障特性分析

摘要：作为现代电力系统中未来电网技术的主要发展方向,智能电网、能源互联网的相关技术取得了明显的进步,不断增多的负荷种类和新拓展的电源形式让用户对供电可靠性的需求和电能质量的保障有了越来越高的要求。基于电力电子技术形成的智能的电力电子变压器（Power Electronic Transformer,PET）,相较于传统变压器,在功能上不仅可以实现变压变流,对原、副边系统电气隔离以及调控有功、无功功率,还具备接入清洁能源的能力。对于要求高压交流输入、低压交直流甚至中压直流输出的场合,在输入级、隔离级和输出级具有灵活多样电气连接端口形式的PET显得非常适合,用于低压交流系统各种直流设备前端的并网逆变器也可以尽数省略,从而简化整个低压配电网的电能传递环节和系统的拓扑结构,提高电网运行效率和功率传输密度,降低设备运行的故障率。在低压直流侧配备储能环节的PET既可以实现电能的双向管理,又具备应对电网中部分电压中断和跌落的能力,能够改善电能质量并提高配电网供电可靠性,为未来电力市场的灵活电力交易和响应系统内负荷的个性化需求创造了条件,非常适合当下电动汽车充电站等应用场合。但针对这种含储能系统电力电子变压器（Energy Storage System-Power Electronic Transformer,ESS-PET）,目前尚未有人对其整体进行故障特性分析。本文首先阐述了PET的研究背景和国内外发展现状,进一步介绍具有储能环节的ESS-PET,其储能系统经双向DC/DC变换器连接于PET低压直流母线。针对ESS-PET的拓扑结构和工作原理,论述其所包含的输入级、隔离级、输出级部分以及储能环节的控制策略,分析了ESS-PET各环节的故障分类和故障特性,根据故障原因推导了数学模型并总结出故障表征,在Matlab/Simulink中建立ESS-PET的仿真模型以及设计其控制策略,得到了ESS-PET整体系统在常见故障下所具有的输出特性,对于在维持ESS-PET稳定运行上至关重要的储能环节,给出了冗余模块容错控制策略,通过仿真验证了该策略的有效性。本文有图76幅,表6个,参考文献51篇。

关键词：电力电子变压器;储能;故障特性

学科专业：电气工程（专业学位）

致谢

摘要

abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 含储能系统PET的结构原理与控制策略

2.1 PET的工作原理和拓扑结构

2.2 PET的控制策略

2.3 储能环节的设计和控制

2.4 本章小结

3 含储能系统PET的故障特性分析

3.1 PET内部开关器件的故障分类

3.2 输入级MMC子模块故障分类

3.3 储能环节器件故障分析

3.4 隔离级DAB模块直流端口故障分析

3.5 PET中压直流母线故障分析

3.6 输出级功率开关故障分析

3.7 本章小结

4 ESS-PET仿真研究

4.1 仿真模型与参数设置

4.2 仿真控制系统设计

4.3 储能环节冗余模块容错控制设计

4.4 仿真结果与分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

参考文献

作者简历