| 摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-10页 |
| 第1章 绪论 | 第10-31页 |
| ·引言 | 第10-11页 |
| ·超导和超导储能系统 | 第11-19页 |
| ·超导材料 | 第11-13页 |
| ·超导储能系统原理和构成 | 第13-17页 |
| 1. 基本原理 | 第13-15页 |
| 2. 超导储能系统构成 | 第15-17页 |
| ·超导储能系统应用 | 第17-18页 |
| ·超导储能技术现状 | 第18-19页 |
| 1. 低温超导储能 | 第18-19页 |
| 2. 高温超导储能 | 第19页 |
| ·超导储能系统变流器 | 第19-29页 |
| ·超导储能系统对变流器的要求 | 第19-20页 |
| ·电压型超导储能变流器 | 第20-23页 |
| ·电流型超导储能变流器 | 第23-27页 |
| ·电压型变流器与电流型变流器之比较 | 第27-29页 |
| ·本文的主要工作 | 第29-31页 |
| 第2章 直接并联多重化电流型变流器关键特性及其改善 | 第31-59页 |
| ·直接并联多重化电流型变流器的主电路和控制 | 第31-40页 |
| ·主电路的特点 | 第31-32页 |
| ·载波相移 SPWM控制 | 第32-35页 |
| ·空间矢量控制 | 第35-40页 |
| 1. 单模块电流型空间矢量 | 第35-36页 |
| 2. 多模块变流器的错时采样空间矢量 | 第36-38页 |
| 3. 多模块变流器多电平空间矢量 | 第38-40页 |
| ·直接并联多重化电流型变流器的均流特性 | 第40-46页 |
| ·低开关频率时边带谐波对均流特性的影响 | 第40-46页 |
| 1. 理论分析 | 第40-42页 |
| 2. 仿真研究 | 第42-44页 |
| 3. 八模块变流器电流分配实验 | 第44-46页 |
| ·直接并联多重化电流型变流器的交流谐波 | 第46-50页 |
| ·理想情况下的交流谐波 | 第46-48页 |
| ·直流均流特性对交流谐波的影响 | 第48-49页 |
| ·均流控制对交流谐波的影响 | 第49-50页 |
| ·P、Q闭环控制对交流谐波的影响 | 第50页 |
| ·直接并联多重化电流型变流器载波轮换均流方法 | 第50-57页 |
| ·载波轮换均流方法原理 | 第51页 |
| ·载波轮换所需额外开关动作次数的最小化 | 第51-54页 |
| 1. 额外开关操作的起因 | 第51-52页 |
| 2. 额外开关操作最小化方法 | 第52-53页 |
| 3. 最优轮换同步信号的产生 | 第53-54页 |
| ·载波轮换均流方法的仿真 | 第54-55页 |
| ·载波轮换均流方法的实验 | 第55-57页 |
| ·本章小结 | 第57-59页 |
| 第3章 电流型变流器阵列关键特性研究 | 第59-80页 |
| ·电流型变流器阵列的主电路 | 第59-60页 |
| ·电流型变流器阵列的控制 | 第60-62页 |
| ·调制波相移SPWM控制 | 第60-61页 |
| ·载波相移SPWM控制 | 第61-62页 |
| ·电流型变流器阵列直流均流特性 | 第62-66页 |
| ·理论分析 | 第62-63页 |
| ·实验研究 | 第63-64页 |
| ·列直流电压与直流电流分配关系 | 第64-65页 |
| ·同一行模块交流侧隔离时的直流电流分配 | 第65页 |
| ·无源逆变时的直流电流分配 | 第65-66页 |
| ·电流型变流器阵列交流谐波 | 第66-72页 |
| ·理想条件下的交流谐波 | 第66-71页 |
| 1. 2×2变流器阵列谐波仿真数据 | 第66-69页 |
| 2. 2×4变流器阵列谐波仿真数据 | 第69-71页 |
| ·实际情况时的交流谐波 | 第71-72页 |
| 1. α=0° | 第71-72页 |
| 2. α≠0° | 第72页 |
| ·电流型变流器阵列性能改进方法 | 第72-77页 |
| ·行内控制信号轮换均流方法 | 第73-75页 |
| 1. 原理 | 第73页 |
| 2. 硬件实现 | 第73-74页 |
| 3. 软件实现 | 第74-75页 |
| ·实验验证 | 第75-77页 |
| 1. 2×2阵列 | 第75-76页 |
| 2. 2×4阵列 | 第76-77页 |
| ·电流型变流器阵列实验装置 | 第77-78页 |
| ·本章小结 | 第78-80页 |
| 第4章 电流型超导储能变流器功率控制 | 第80-87页 |
| ·瞬时功率检测 | 第80-81页 |
| ·调制比及相位角和功率的运算关系 | 第81-82页 |
| ·功率闭环控制 | 第82页 |
| ·PI调节器的离散化 | 第82-86页 |
| ·本章小结 | 第86-87页 |
| 第5章 35 KJ/7.5KW高温超导储能系统变流器设计 | 第87-108页 |
| ·设计目标 | 第87页 |
| ·主电路设计 | 第87-93页 |
| ·总体结构、模块数、开关频率及均流电感设计 | 第87-89页 |
| ·开关器件、缓冲电路、滤波电容设计及损耗计算 | 第89-91页 |
| ·驱动电路、辅助电源和变压器 | 第91-93页 |
| ·控制系统 | 第93-104页 |
| ·控制系统硬件配置 | 第93-94页 |
| ·MCU PWM信号产生 | 第94-99页 |
| 1. 相位角精确实时可控的二值逻辑 SPWM信号产生方法 | 第94-97页 |
| 2. 三值逻辑 SPWM的产生及短路脉冲、先开后关的实现 | 第97-99页 |
| 3. 载波相移的实现 | 第99页 |
| ·PQ控制原理和软件实现 | 第99-104页 |
| 1. PQ PI控制原理 | 第99-100页 |
| 2. 低通滤波 | 第100-102页 |
| 3. 充磁和放磁 | 第102页 |
| 4. 软件实现 | 第102-104页 |
| ·保护系统 | 第104-107页 |
| ·超导储能系统变流器保护系统的特殊性及其对策 | 第104-105页 |
| ·电感断流过电压保护 | 第105-107页 |
| ·本章小结 | 第107-108页 |
| 第6章 35 KJ/7.5KW高温超导储能系统变流器试验 | 第108-140页 |
| ·单模块工作模式带常导电感 | 第108-113页 |
| ·稳态特性 | 第108-111页 |
| 1. 不同PQ值时的波形 | 第108-110页 |
| 2. 交流电流谐波 | 第110页 |
| 3. 闭环稳态与开环稳态的比较 | 第110-111页 |
| ·动态特性 | 第111-113页 |
| 1. PQ周期性变化时的波形 | 第111-112页 |
| 2. 对 PQ指令的响应时间 | 第112页 |
| 3. -P到+P的动态波形 | 第112-113页 |
| ·四模块载波相移模式带常导电感 | 第113-121页 |
| ·稳态特性 | 第113-118页 |
| 1. 不同PQ值时的波形 | 第113-115页 |
| 2. 交流电流谐波 | 第115页 |
| 3. 直流电流分配 | 第115-116页 |
| 4. 闭环稳态与开环稳态的比较 | 第116-118页 |
| ·动态特性 | 第118-121页 |
| 1. PQ周期性变化时的波形 | 第118-119页 |
| 2. 直流电流分配 | 第119-120页 |
| 3. 对 PQ指令的响应时间 | 第120页 |
| 4. -P到+P的动态波形 | 第120-121页 |
| ·四模块无载波相移模式带常导电感 | 第121-131页 |
| ·稳态特性 | 第121-125页 |
| 1. 不同PQ值时的波形 | 第121-123页 |
| 2. 交流电流谐波 | 第123页 |
| 3. 直流电流分配 | 第123-124页 |
| 4. 闭环稳态与开环稳态的比较 | 第124-125页 |
| ·动态特性 | 第125-131页 |
| 1. PQ周期性变化时的波形 | 第125-126页 |
| 2. 直流电流分配 | 第126-127页 |
| 3. 对PQ指令的响应时间 | 第127页 |
| 4. -P到+P的动态波形 | 第127-128页 |
| 5. PQ录波图 | 第128-131页 |
| ·几种工作模式的比较 | 第131-132页 |
| ·变流器带超导线圈试验 | 第132-138页 |
| ·充磁和放磁 | 第132-134页 |
| ·PQ四象限变换 | 第134-136页 |
| ·SMES抑制发电机功率振荡的动态模型试验 | 第136-138页 |
| ·本章小结 | 第138-140页 |
| 第7章 结论与展望 | 第140-143页 |
| 附录 装置实物照片 | 第143-144页 |
| 参考文献 | 第144-150页 |
| 攻读博士学位期间发表和录用的论文 | 第150-151页 |
| 致谢 | 第151页 |
