基于半桥逆变的二端口有源电容的设计与仿真开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着电力电子技术和现代控制理论的快速发展，对电力系统性能的要求日益提高，传统的无源电力元件，如电容器，在应对日益复杂的电网环境和控制需求方面逐渐显现出不足。

有源电力器件作为一种新型电力电子装置，能够提供快速、灵活的功率控制，弥补了传统无源元件的缺陷，为提高电力系统稳定性、改善电能质量、实现智能化控制提供了新的技术手段。

本课题研究的二端口有源电容，作为一种重要的有源电力器件，具有传统无源电容无法比拟的优势。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着电力电子技术和控制理论的快速发展，有源电力滤波器(apf)和静止同步补偿器(statcom)等有源电力器件得到了广泛的应用，并展现出优异的性能。

然而，传统的apf和statcom通常采用电压源型逆变器(vsi)拓扑，存在体积庞大、成本高昂等问题。

为了克服这些缺点，研究人员开始探索基于电流源型逆变器(csi)的有源电力器件，其中二端口有源电容作为一种新型的csi拓扑结构，近年来受到了越来越多的关注。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.对二端口有源电容的理论基础进行深入研究，包括传统电容模型及其局限性、有源电容的定义和特性、二端口有源电容的结构和工作原理等方面。

2.对半桥逆变电路进行详细分析，包括其基本结构、工作原理、特点以及数学模型等内容，为二端口有源电容的设计奠定基础。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真建模和实验验证相结合的研究方法，逐步推进研究工作。

首先，进行文献调研，深入了解二端口有源电容的国内外研究现状、技术发展趋势以及应用前景，为研究方向的确定和方案的设计提供参考。

其次，进行理论分析，建立二端口有源电容的数学模型，分析其工作原理、特性以及关键参数的影响规律，为系统设计提供理论依据。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.提出一种基于半桥逆变的新型二端口有源电容拓扑结构，相较于传统的全桥逆变拓扑，该拓扑结构具有开关器件数量少、控制简单、成本低等优势。

2.针对所提出的拓扑结构，设计一种高性能的控制策略，实现对二端口有源电容输出电容值的精确控制，提高系统的动态响应速度和稳态精度。

3.通过仿真和实验对所设计的二端口有源电容进行验证，分析其在不同工况下的性能表现，并与传统的无源电容进行比较，验证其优越性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.孙凯,阮新波,王聪,等.一种宽频自适应有源电容设计[j].中国电机工程学报,2022,42(07):2569-2580.

2.王胤,李正,姜洋,等.一种基于mmc的模块化有源电容及其控制策略[j].电力系统保护与控制,2023,51(06):11-20.

3.李欣然,谢小荣,文劲宇,等.考虑阻抗交互影响的交直流混合微网虚拟同步发电机及有源电容协调控制策略[j].中国电机工程学报,2022,42(17):5963-5975.