含新型"源""荷"交直流配电系统中智能通用变压器有源前端变换技术与协调控制策略研究
批准号:
51307021
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
27.0 万元
负责人:
刘闯
依托单位:
学科分类:
电力电子学
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵芳谊、王一旭、张佳、赵贺雍、孙洲同、阚建锟
中文摘要
配电网绿色化变革面临重大挑战:(1)保证高品质供电;(2)有效接纳分布式新能源;(3)支撑电动汽车广泛接入;(4)保证局部供电的安全性、独立性、可控性。基于传统工频电力变压器的配电方式已无法满足上述挑战,可从"智能通用变压器"角度来建立含有新型"源""荷"交直流配电系统来满足智能配电网发展的需求,其中有源前端控制器(AFEC)作为智能通用变压器的关键技术,可方便地为新型"源"及"荷"提供直流接口;用户端DC-AC逆变器可保证高品质供电。本项目首先对智能通用变压器中AFEC技术展开研究,提出将双降压/升压全桥式变换器与CLLC谐振变换器模块作为AFEC拓扑结构的核心组成部分,采取SiC技术来探讨高频化对AFEC影响,同时提出基于单级控制系统结构概念来研究AFEC统一控制策略;最后研究智能通用变压器在交直流配电系统中功率协调控制策略及故障保护策略,来提高配电网局部供电的可控性、灵活性、独立性。
英文摘要
Green development of distribution grid will face big challenges:(1)to ensure high quality of power supply; (2)to absorb distributed renewable energy effectively;(3)to support wide electric vehicles' plug-in;(4)to ensure the security, independence and controllability of local distribution grid.The power supply system based on the traditional power transformers has been unable to meet the above challenges, thus from the point of "Intelligent Universal Transformer, IUT", a novel AC and DC power distribution system having new "Source" and "Load" is construted to meet the demand for smart distribution grid development where active front-end controller (AFEC) as a key technology of IUT can provide DC interface for new "Source" and "Load" easily and customer DC-AC inverter can ensure high-quality power supply. First this project will focus on the AFEC technology of IUT, the key part of AFEC system structure based on dual-boost/buck full-bridge converter with CLLC resonant converter module is proposed where SiC devices are used to investigate the high frequency effect to AFEC system. Additionally AFEC unified control strategy based on the proposed single-stage controll system structure concept is studied. In the end, to improve the controllability, flexibility and independence of the local power supply system, the power coordinated control and fault protection strategies of IUT are studied in the AC and DC power distribution system with new "Source" and "Load".
基于传统工频电力变压器的配电方式已无法满足现代电网的发展,可从“智能通用变压器”角度来建立含有新型“源”“荷”交直流配电系统来满足智能配电网发展的需求,其中有源前端控制器(AFEC)作为智能通用变压器的关键技术,可方便地为新型“源”及“荷”提供直流接口;用户端DC-AC逆变器可保证高品质供电。本项目首先对现有的有源前端控制器(AFEC)进行研究,提出了一种新型高性能有源前端控制器(AFEC)混合级联型变换器拓扑结构,改善了传统AFEC功率密度低、造价高等方面的问题;并在此基础上,对该有源前端控制器构建系统模型,提出一种基于单级控制系统结构概念来研究AFEC统一控制策略,提高了控制策略的简易程度和可拓展性,此外,针对网测三相电压不平衡的工况,提出一种电流独立控制,能够自适应的穿越鼓掌工况;对AFEC的直流级开展直流变换器关键技术研究提出一种混合型直流变换器,由高频谐振变换器和双主动桥型变换器并联构成,能够保证端电压的稳定和功率传输能力,在此基础上又提出一种基于电磁耦合平衡单元的IPOP型直流变换器,电磁耦合电流平衡技术完全由硬件本身实现功率平衡,避免了复杂采样及控制的低稳定性,同时,其简单灵活的投切操作使得普通人员即可随时随地完成;最后研究了孤岛微网模式下具备二次调压和调频能力的虚拟同步发电机控制,从而提高配电网局部供电的可控性、灵活性、独立性。结合该项目的研究,培养硕士9名,在国际学术期刊、国际会议及国内核心期刊上发表论文13篇,被SCI收录5篇、EI收录12篇,申请国家发明专利6项。
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Magnetic Coupling Current Balancing Cells based Input-parallel Output-parallel (IPOP) LLC Resonant Converter Modules for High-Frequency Isolation of DC Distribution Systems
用于直流配电系统高频隔离的基于磁耦合电流平衡单元的输入并联输出并联 (IPOP) LLC 谐振转换器模块
DOI:
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发表时间:
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期刊:
IEEE Transactions on Power Electronics
影响因子:
6.7
作者:
[Haiyang Liu, Xiaotong Tian, Ying Guo, Guowei Cai]
通讯作者:
Guowei Cai
DOI:
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发表时间:
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期刊:
电工技术学报
影响因子:
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作者:
[刘 闯, 潘岱栋, 蔡国伟, 张忠林]
通讯作者:
张忠林
DOI:
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发表时间:
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期刊:
电工技术学报
影响因子:
--
作者:
[徐鑫哲, 刘海洋, 齐瑞鹏, 蔡国伟]
通讯作者:
蔡国伟
Novel Individual Voltage Balancing Control Scheme for Multilevel Cascade Active-Front-End Rectifier
多级级联有源前端整流器的新型单独电压平衡控制方案
DOI:
--
发表时间:
2014
期刊:
IET Power Electron
影响因子:
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作者:
[ZhaoFangyi, CaiGuowei, WangJianze, WangMingyuan]
通讯作者:
WangMingyuan
DOI:
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发表时间:
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期刊:
电力自动化设备
影响因子:
--
作者:
[刘 闯, 崔剑锋, 刘海洋, 蔡国伟]
通讯作者:
蔡国伟
共 13 条
“新能源+X储能”支撑GW级独立工业微电网构建的基础理论与方法
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批准号:52477178
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项目类别:面上项目
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资助金额:49.00万元
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批准年份:2024
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负责人:刘闯
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依托单位:
高频隔离型模块化多电平级联变换器及其在新能源中压交直流并网中应用基础研究
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批准号:51877035
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2018
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负责人:刘闯
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依托单位:
国内基金
海外基金