Contrôle individuel de l'équilibre de la tension continue pour le transformateur électronique de puissance à pont en cascade H avec topologie de lien continu séparé

     Dans cet article, une stratégie globale d'équilibrage de la tension continue individuelle (y compris les tensions continues à haute et basse tension) est proposée pour le transformateur électronique de puissance avec une topologie de liaison continue séparée. La stratégie ajuste les puissances actives circulant à travers les étages d'isolement et de sortie dans différents modules de puissance afin d'améliorer la capacité d'équilibrage de la tension continue. Grâce à cette stratégie, les liaisons continues à haute et basse tension peuvent être bien équilibrées lorsqu'un déséquilibre se produit parmi différents modules de puissance (par exemple, des écarts de paramètres de composants ou certaines des liaisons continues à haute ou/et basse tension sont connectées à des sources d'énergie renouvelable ou/et des charges en courant continu). La stratégie proposée est analysée et soutenue par une validation expérimentale.

1.Introduction.

    Le transformateur électronique de puissance (EPT), également appelé transformateur à semi-conducteurs (SST), ou transformateur électronique de puissance (PET), est considéré comme un composant clé pour le réseau électrique futur. Il présente de nombreuses fonctionnalités avancées, telles que l'intégration des énergies renouvelables, la connexion du réseau principal et des micro-réseaux AC/DC, la régulation de la tension de sortie, la suppression des harmoniques, la compensation de la puissance réactive et l'isolement des pannes.

Pour l'EPT à trois étages dans les applications à haute tension et haute puissance, plusieurs topologies prometteuses ont été étudiées, telles que l'EPT à ponts en cascade H, le convertisseur modulaire multicellulaire (MMC) EPT et l'EPT multicellulaire à clamping. En 2012, un EPT à ponts en cascade monophasé de 15 kV 1,2 MVA a été installé sur un locomotive pour réduire le volume et améliorer l'efficacité en remplaçant le transformateur linéaire de puissance à 16,67 Hz. En 2015, un EPT à ponts en cascade triphasé de 10 kV/400 V 500 kVA a été installé dans un réseau de distribution pour fournir une alimentation de haute qualité.

2.EPT avec une topologie de liaison continue séparée.

    Fig montre le circuit principal de l'EPT triphasé avec la topologie de liaison continue séparée présentée. Il s'agit d'une configuration en série à l'entrée et en parallèle à la sortie avec     n     PM par phase. Les trois étages sont l'étage d'entrée, l'étage d'isolement et l'étage de sortie. Dans la Fig, il y a deux ports CA et six ports CC. Pour le PM 1 de chaque phase, il y a un port CC à haute tension et un port CC à basse tension pour connecter des sources d'énergie renouvelable et des charges en courant continu avec différents niveaux de tension.

3.Stratégie globale d'équilibrage de la tension continue individuelle proposée.

    Lorsque des sources d'énergie renouvelable et des charges en courant continu sont connectées aux ports CC de l'EPT (par exemple, les ports A_H et A_L, montrés dans laFig. 1) ou qu'il y a un écart de paramètres de composants, il y aura un déséquilibre de puissance parmi les différents PM. Si le déséquilibre de puissance dépasse la capacité d'ajustement du contrôleur d'équilibrage de la tension continue, les tensions continues seront déséquilibrées. Dans cette section, le scénario de source d'énergie renouvelable et de charge en courant continu sera analysé en tant qu'exemple.

4.Mise en œuvre de la stratégie globale d'équilibrage de la tension continue individuelle proposée.

    La stratégie proposée comprend deux parties : une stratégie d'équilibrage de la liaison continue à haute tension individuelle à l'étage d'isolement et une stratégie d'équilibrage de la liaison continue à basse tension individuelle à l'étage de sortie.

5.Conclusions.

     Dans cet article, une stratégie globale d'équilibrage de la tension continue individuelle a été proposée pour l'EPT avec la topologie de liaison continue séparée. Les capacités d'équilibrage de la tension continue des trois stratégies globales d'équilibrage de la tension continue individuelle ont été analysées et classées. Les résultats du classement indiquent que la stratégie proposée a la plus forte capacité d'équilibrage de la tension continue. Cette conclusion est soutenue par la vérification expérimentale. Les résultats expérimentaux ont montré que les liaisons continues individuelles à haute et basse tension peuvent être bien équilibrées avec la stratégie proposée lorsque des écarts importants de paramètres de composants se produisent ou qu'il y a une grande proportion de puissance en courant continu dans la puissance totale. En fait, avec la stratégie proposée, les liaisons continues individuelles à haute et basse tension peuvent être équilibrées dans des conditions fortement déséquilibrées, tant que les puissances circulant à travers le PM sont dans la puissance maximale autorisée.

Source : IEE-Business Xplore.

Déclaration : Respecter l'original, de bons articles méritent d'être partagés, si il y a une infraction, veuillez contacter pour supprimer.