Индивидуално управление на постоянното напрежение за каскадна H-мостова електронна преобразувателна станция с разделена DC-връзка

     В този труд се предлага обща стратегия за балансиране на индивидуалното DC напрежение (включително високоволтово и нисковолтово DC-свързване) за електронен преобразувател на мощност с разделено DC-свързване. Стратегията регулира активните мощности, които протичат през изолационния и изходния етапи в различни модули на мощност, за да се подобри способността за балансиране на DC напрежението. Чрез стратегията високоволтовото и нисковолтовото DC-свързване могат да бъдат добре балансирани, когато се появи несъответствие между различните модули на мощност (например, несъответствие на параметрите на компонентите или някои от високоволтовите или/и нисковолтовите DC-свързания са свързани с возобновяеми източници на енергия или/и DC натоварвания). Предложената стратегия е анализирана и подкрепена от експериментално потвърждение.

1.Въведение.

    Електронният преобразувател на мощност (EPT), известен още като твърдотелен преобразувател (SST) или преобразувател на мощност с електроника (PET) се счита за ключов компонент за бъдещата мрежа за разпределение на електроенергия. Той има много напреднали характеристики, такива като интеграция на возобновяеми източници на енергия, свързване на главната мрежа и AC/DC микромрежи , регулиране на изходното напрежение, подаване на хармоники, компенсация на реактивна мощност и изолация при дефект.

За трите етапа EPT в приложенията с високо напрежение и висока мощност, има няколко многообещаващи топологии, които са проучени, като каскаден H-мост EPT , модуларен многониво преобразувател (MMC) EPT  и зажимащ многониво EPT . През 2012 г. беше инсталиран 15-кV 1.2-MVA единофазен каскаден H-мостов EPT за тракционни цели на локомотива, за да се намали обемът и да се подобри ефективността, замествайки 16.67 Hz линейния преобразувател на мощност . През 2015 г. беше инсталиран 10-кV/400-V 500-kVA триофазен каскаден H-мостов EPT в разпределителната мрежа, за да предостави висококачествено захранване .

2.EPT с разделена DC-топология.

    Фиг. показва основната верига на триофазния EPT с разделена DC-топология, представена . Това е конфигурация на входящия ред-изходящ паралелен с      n     PMs на фаза. Трите етапа са входящия етап, изолационния етап и изходния етап. В фиг. има две AC порта и шест DC порта. За PM 1 във всяка фаза има високоволтов DC порт и нисковолтов DC порт, за да се свържат возобновяемите източници на енергия и DC натоварвания с различни ниво на напрежение.

3.Предложена обща стратегия за балансиране на индивидуалното DC напрежение.

    Когато возобновяемите източници на енергия и DC натоварвания са свързани с DC портите на EPT (например, DC портовете A_H и A_L, показани в Фиг. 1) или се появява несъответствие на параметрите на компонентите, ще има несъответствие на мощността между различните PM. Ако несъответствието на мощността надхвърля възможността за корекция на контролера за балансиране на DC напрежението, DC напреженията ще бъдат несбалансирани. В този раздел, сценарият с возобновяеми източници на енергия и DC натоварвания ще бъде анализиран като пример. 

4.Реализация на предложената общата стратегия за балансиране на индивидуалното DC напрежение.

    Предложената стратегия съдържа две части: стратегия за балансиране на индивидуалното високоволтово DC-свързване в изолационния етап и стратегия за балансиране на индивидуалното нисковолтово DC-свързване в изходния етап.

5.Заключения.

     В този труд е предложена общата стратегия за балансиране на индивидуалното DC напрежение за EPT с разделена DC-топология. Способността за балансиране на DC напрежението на трите общи стратегии за балансиране на индивидуалното DC напрежение е анализирана и ранжирана. Резултатите от ранжиранията показват, че предложената стратегия има най-силната способност за балансиране на DC напрежението. Това заключение е подкрепено от експерименталното потвърждение. Експерименталните резултати показват, че индивидуалните високоволтови и нисковолтови DC-свързания могат да бъдат добре балансирани с предложената стратегия, когато има сериозни несъответствия на параметрите на компонентите или има голяма дял от DC мощност в общата мощност. Всъщност, с предложената стратегия, индивидуалните високоволтови и нисковолтови DC-свързания могат да бъдат балансирани при сериозни несъответствия, стига мощностите, протичащи през PM, да са в рамките на максимално позволената мощност .

Източник: IEEE Xplore.

Заявление: Уважаваме оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на правата в собственост моля да се свържете за изтриване.