Individuele DC-spanningsbalansbeheer vir gekaskadeerde H-brug-elektroniese kragtransformer met geskeide DC-koppeltopologie

     In hierdie artikel word 'n algehele individuele DC-spannings (insluitend hoë- en lae-spannings DC-koppels) balansieringsstrategie voorgestel vir die elektroniese kragtransformator met geskeide DC-koppeltopologie. Die strategie pas aktiewe krag aan wat deur die isolasie- en uitvoerstappe in verskillende kragmodule vloei om die DC-spanningsbalansvermoë te verhoog. Deur middel van die strategie kan die hoë- en lae-spannings DC-koppels goed gebalanseer word wanneer onbalans optree tussen verskillende kragmodule (bv. komponentparametermispassing of sommige van die hoë- of/ en lae-spannings DC-koppels is verbonden met hernubare energiebronne of/ en DC-belasting). Die voorgestelde strategie word geanaliseer en ondersteun deur eksperimentele validasie.

1.Inleiding.

    Elektroniese kragtransformator (EPT), ook bekend as vaste-staat transformator (SST) , of krag-elektroniese transformator (PET) , is beskou as 'n sleutelkomponent vir die toekomstige kragnetwerk. Dit het baie gevorderde kenmerke, soos integrasie van hernubare energie, hoofkragnetwerk en AC/DC mikronetwerk verbinding , uitsetspanningsregulerings, harmoniekeonderdrukking, reaktiewe kragskompensasie en foutisolering.

Vir die drie-stap EPT in hoëspanning, hoëkrag toepassings, is daar verskeie beloftevolle topologieë wat bestudeer is, soos die gekaskadeerde H-brug EPT , die modulêre multilvl omskakelaar (MMC) EPT  en die klemming multilvl EPT . In 2012 is 'n 15-kV 1.2-MVA enkel-fase gekaskadeerde H-brug trek EPT op 'n lokomotief geïnstalleer om volume te verminder en doeltreffendheid te verbeter deur die 16.67 Hz lineêre kragtransformator te vervang . In 2015 is 'n 10-kV/400-V 500-kVA driefase gekaskadeerde H-brug EPT in 'n verspreidingskragnetwerk geïnstalleer om hoë gehalte kragverskaffing te gee .

2.EPT met Geskeide DC-Koppel Topologie.

    Fig  wys die hoofskakeling van die driefase EPT met die geskeide DC-koppel topologie aangebied . Dit is 'n drie-stap inset-serie-uitset-paralel konfigurasie met      n     PM's per fase. Die drie stappe is die insetstap, die isolasiestap en die uitsetstap. In Fig, is daar twee AC-porste en ses DC-porste. Vir die PM 1 in elke fase, is daar 'n hoëspannings DC-pors en 'n laespannings DC-pors om hernubare energiebronne en DC-belastings met verskillende spanningsvlakke te verbind.

3.Die Voorgestelde Algehele Individuele DC-Spannings Balansieringsstrategie.

    Wanneer hernubare energiebronne en DC-belastings met die DC-porste van EPT (bv. DC-porste A_H en A_L, getoon in Fig. 1) of komponentparametermispassing plaasvind, sal daar kragonbalans wees tussen verskillende PM's. As die kragonbalans buite die aanpasvermoë van die DC-spanningsbalansbeheerder val, sal DC-spannings ongebalanseerd wees. In hierdie afdeling sal die hernubare energiebron en DC-belastingskenario as voorbeeld geanaliseer word. 

4.Realisering van die Voorgestelde Algehele Individuele DC-Spannings Balansieringsstrategie.

    Die voorgestelde strategie bevat twee dele: 'n individuele hoëspannings DC-koppel balansieringsstrategie in die isolasiestap en 'n individuele laespannings DC-koppel balansieringsstrategie in die uitsetstap.

5.Sluitingsopmerkings.

     In hierdie artikel is 'n algehele individuele DC-spanningsbalansieringsstrategie voorgestel vir EPT met die geskeide DC-koppeltopologie. Die DC-spanningsbalansvermoë van die drie algehele individuele DC-spanningsbalansieringsstrategieë is geanaliseer en gerangskik. Die rangskikresultate dui daarop dat die voorgestelde strategie die sterkste DC-spanningsbalansvermoë het. Hierdie gevolgtrekking word ondersteun deur eksperimentele verifikasie. Die eksperimentele resultate het getoon dat die individuele hoë- en laespannings DC-koppels goed gebalanseer kan word met die voorgestelde strategie wanneer daar ernstige komponentparametermispassing is of 'n groot proporsie van DC-krag in die totale krag is. In werklikheid kan die individuele hoë- en laespannings DC-koppels met die voorgestelde strategie gebalanseer word onder ernstige ongebalanseerde toestande, as die krag wat deur die PM vloei, binne die maksimum toegelaat krag val .

Bron: IEEE Xplore.

Verklaring: Respek vir die oorspronklike, goede artikels is waardoor gedeel, indien inbreuk plaasvind neem asb. kontak om te verwyder.