【摘 要】
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太阳能具有丰富、无污染、分布最广等特点。光伏并网发电系统是太阳能应用的发展趋势,因此太阳能被认为是最有用的自然能源之一。但是阳光具有不稳定性以及波动性和间歇性等缺点,而模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）高度模块化,具有易于控制和可扩展性,可在一定程度上弥补光伏发电存在的不足,因此MMC在光伏发电应用中广受欢迎。电力变压器是电力系统中的核心设备,基
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太阳能具有丰富、无污染、分布最广等特点。光伏并网发电系统是太阳能应用的发展趋势,因此太阳能被认为是最有用的自然能源之一。但是阳光具有不稳定性以及波动性和间歇性等缺点,而模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）高度模块化,具有易于控制和可扩展性,可在一定程度上弥补光伏发电存在的不足,因此MMC在光伏发电应用中广受欢迎。电力变压器是电力系统中的核心设备,基于MMC型电力电子变压器的光伏并网研究具有重要的意义。首先对输入级MMC的均压问题进行研究,电压平衡问题是MMC的一个基本问题,本研究中将MMC的平均控制产生一个基准电压,以使每个臂中电容器的平均电压保持在基准值。通过使用排序算法保持每个臂中电容器的电压平衡。在MMC的交流侧和直流侧通过调节不平衡电压直接控制内部电流差。将电能从直流母线传输到子模块。通过控制不平衡电压,可以实现对相电容平均电压的控制。相比MMC的其他调制方案,仿真分析表明所提的方案使得波形失真更少,谐波减少,可提升系统性能。其次再对电力电子变压器的第二级DC-DC转换器进行研究,并分析了光伏电池的工作原理以及常用的最大功率跟踪算法,研究了光伏发电装置与DC-DC转换器的连接方式。然后,在光伏并网侧,提出一种改进的有限集模型预测控制策略来控制并网Quasi-Z源逆变器的直流升压电压和交流输出电流,调节输出波形的质量、提升系统的动态性能和稳定性。最后通过搭建总的系统模型,将电力电子变压器的最终模型描述为一个由前述各级组成的单一系统。对该系统在不同的情况下进行测试,并进行仿真分析。仿真结果表明,MMC型电力电子变压器在不同电网事件的情况下具有许多优势,表明系统具有优越的抗干扰性。本研究为MMC型电力电子变压器在在光伏应用领域提供了一项新思路。
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