新型双降压式模块化多电平直流变压器
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本文得到江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX20_1251)资助


A novel modular multilevel DC transformer based on dual buck submodule
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    摘要:

    直流变压器对直流配电网的稳定运行有着至关重要的作用。针对半桥和全桥型模块化多电平直流变压器(MMPCT)存在的直通和死区问题,提出一种新型双降压式模块化多电平直流变压器(DB-MMDCT),并分析其拓扑结构和工作原理。基于类方波调制方法,分析在不同外移相角和桥臂子模块内移相角的情况下,该拓扑的变压器漏感电流以及功率传输特性。提出基于子模块电容电压变化量与当前电容电压值的排序算法,实现桥臂内电容电压平衡。基于PSIM平台对比半桥型模块化多电平直流变压器(HB-MMDCT)与DB-MMDCT在类方波调制方法下的运行特性,结果表明DB-MMDCT消除了直通问题,降低了漏感电流应力,提高了可靠性,验证了文中所提拓扑和控制方法的可行性和有效性。

    Abstract:

    Direct current(DC) transformer plays an important role in maintaining the stable operation of the DC distribution grid.Dual buck based modular multilevel direct current transformer(DB-MMDCT) is proposed in order to address the shoot through and dead time issue in the half bridge-modular multilevel direct current transformer(HB-MMDCT).The topology and operation principles are discussed.The leakage inductor current and the active power transmission property with different outer phase shift angles and inter-submodule phase shift angles per arm under the quasi square wave modulation scheme are illustrated.Furthermore, capacitor voltage balancing algorithm is given by sorting the capacitor voltages and their charge differences.At last, comparative simulation waveforms between the HB-MMDCT and the proposed DB-MMDCT are illustrated in PSIM when the quasi-square wave modulation is adopted.Results validate the priority of the proposed topology and effectiveness and validity of the corresponding control methods.

    参考文献
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引用本文

吕丹,孙毅超,郭勐葳,王琦.新型双降压式模块化多电平直流变压器[J].电力工程技术,2020,39(5):169-177

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  • 收稿日期:2020-03-01
  • 最后修改日期:2020-04-23
  • 录用日期:2020-06-29
  • 在线发布日期: 2020-09-30
  • 出版日期: 2020-09-28
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