Analysis, Optimization and Control of Grid-Interfaced Matrix-Based Isolated AC-DC Converters

این کتاب کمک‌های جدیدی را در توسعه فناوری ترانسفورماتور حالت جامد (SST) برای رابط‌های شبکه برق متوسط ​​(MV) و ولتاژ پایین (LV) ارائه می‌کند، که به طور بالقوه می‌تواند نوسازی شبکه را افزایش دهد. فرآیند در پارادایم سیستم قدرت در حال تحول برای رابط MV، یک توپولوژی زیرماژول AC-DC SST تک مرحله ای پیشنهاد شده است، و احتمالات مدولاسیون و سوئیچینگ نرم آن تجزیه و تحلیل، تایید تجربی و به اندازه کافی محک زده شده است. یک طرح کنترلی با قابلیت تعادل توان در میان زیر ماژول‌ها برای SST تک مرحله‌ای AC-DC متصل به شبکه MV برای عملکرد روان تحت سناریوی دریفت پارامتر اجتناب‌ناپذیر توسعه داده شده است، و اعتبارسنجی تجربی عملکرد عالی را در شرایط تغییر بار شدید نشان می‌دهد. یک چارچوب جدید بهینه‌سازی طراحی چندهدفه با کمک یادگیری ماشین برای SST متصل به شبکه توسعه یافته و به صورت آزمایشی تأیید شده است، که یک مهندس طراحی الکترونیک قدرت را با منابع محاسباتی ناچیز مجهز می‌کند تا بهینه‌ترین طراحی SST را در یک بازه زمانی مناسب پیدا کند. این کتاب همچنین با ارائه راه‌حل‌هایی برای توپولوژی خاص و کاستی‌های مربوط به مدولاسیون در این دو نوع، به توسعه مبدل‌های AC-DC جدا شده با شبکه LV نوع و غیر DAB کمک کرده است. توپولوژی ها مقایسه جامع مبدل های LVAC-LVDC از نوع DAB و غیر DAB برتری استراتژی تبدیل نوع DAB را نشان می دهد.

This book presents novel contributions in the development of solid-state-transformer (SST) technology both for medium-voltage (MV) and low-voltage (LV) utility grid interfaces, which can potentially augment the grid modernization process in the evolving power system paradigm. For the MV interface, a single-stage AC-DC SST submodule topology has been proposed, and its modulation and soft-switching possibilities are analysed, experimentally validated and adequately benchmarked. A control scheme with power balance capability among submodules is developed for MV grid-connected single-stage AC-DC SST for smooth operation under inevitable parameter drift scenario, and experimental validation shows excellent performance under drastic load change conditions. A novel machine learning-aided multi-objective design optimization framework for grid-connected SST is developed and experimentally validated, which equips a power electronics design engineer with meagre computational resources to find out the most optimal SST design in a convenient time-frame. This book has also contributed towards the development of dual-active-bridge (DAB)-type and non-DAB-type LV grid-interfaced isolated AC-DC converters by providing solutions to specific topology and modulation-related shortcomings in these two types of topologies. A comprehensive comparison of the DAB and non-DAB-type LVAC-LVDC converters reveals the superiority of DAB-type conversion strategy.