Individualna kontrola ravnoteže jednosmjernih napona za kaskadni H-most elektroničkog transformatora snage s odvojenom topologijom jednosmjerne veze

     U ovom radu predlaže se strategija balansiranja individualnih naponova jednosmjerne struje (uključujući visokonaponske i niskonaponske vezove jednosmjerne struje) za elektronički transformator snage s odvojenim vezovima jednosmjerne struje. Strategija prilagođava aktivne snage koje proizvode izolacijski i izlazni stupnjevi u različitim modulima snage kako bi se poboljšala sposobnost balansiranja naponova jednosmjerne struje. Kroz tu strategiju, visokonaponski i niskonaponski vezovi jednosmjerne struje mogu biti dobro uravnoteženi kada se pojavi neravnoteža među različitim modulima snage (na primjer, neusklađenost parametara komponenti ili povezivanje nekih visokonaponskih ili/ili niskonaponskih vezova jednosmjerne struje s izvorima obnovljive energije ili/ili opterećenjima jednosmjerne struje). Predložena strategija je analizirana i potvrđena eksperimentalno.

1.Uvod.

    Elektronički transformator snage (EPT), također poznat kao čvrsto stanje transformator (SST) , ili transformator elektroničke snage (PET) , smatra se ključnom komponentom buduće mreže snaga. Ima mnoge napredne značajke, poput integracije obnovljivih izvora energije, povezivanja glavne mreže snaga i mikromreže AC/DC , regulacije izlaznog napona, suzbijanja harmonika, kompenzacije reaktivnog snaga i izolacije grešaka.

Za EPT sa tri stupnja u visokonaponskim i visokosnažnim aplikacijama, istražene su nekoliko obećavajućih topologija, poput kaskadnog H-mosta EPT-a , modularnog višenivojskog pretvarača (MMC) EPT-a  i pričvršćujućeg višenivojskog EPT-a . Godine 2012., 15-kV 1,2-MVA jednofazni kaskadni H-most trakcijski EPT instaliran je na lokomotivi kako bi se smanjio volumen i poboljšala učinkovitost zamjenom linearnog transformatora snage na 16,67 Hz . Godine 2015., 10-kV/400-V 500-kVA trofazni kaskadni H-most EPT instaliran je u distribucijskoj mreži snaga kako bi osigurao visokokvalitetnu snabdijevanje energijom .

2.EPT s odvojenom topologijom vezova jednosmjerne struje.

    Slika prikazuje glavni krug trofaznog EPT-a s odvojenom topologijom vezova jednosmjerne struje predstavljenom . To je konfiguracija s serijskim unosom i paralelnim izlazom s      n     PM po fazi. Tri stupnja su unosni stupanj, izolacijski stupanj i izlazni stupanj. Na slici, postoje dva AC porta i šest DC portova. Za PM 1 u svakoj fazi, postoje visokonaponski DC port i niskonaponski DC port za povezivanje izvora obnovljive energije i opterećenja jednosmjerne struje s različitim naponima.

3.Predložena strategija ukupnog individualnog balansiranja naponova jednosmjerne struje.

    Kada su izvori obnovljive energije i opterećenja jednosmjerne struje povezani s DC portovima EPT-a (na primjer, DC portovi A_H i A_L, prikazani na Slika. 1) ili ako dođe do neusklađenosti parametara komponenti, dobit će se neravnoteža snaga među različitim PM-ovima. Ako je neravnoteža snaga izvan mogućnosti prilagodbama kontrolera balansiranja naponova jednosmjerne struje, naponi jednosmjerne struje neće biti uravnoteženi. U ovom odlomku, scenarij sa izvorima obnovljive energije i opterećenjima jednosmjerne struje bit će analiziran kao primjer. 

4.Realizacija predložene strategije ukupnog individualnog balansiranja naponova jednosmjerne struje.

    Predložena strategija sastoji se od dvije dijelove: strategije balansiranja individualnih visokonaponskih vezova jednosmjerne struje u izolacijskom stupnju i strategije balansiranja individualnih niskonaponskih vezova jednosmjerne struje u izlaznom stupnju.

5.Zaključci.

     U ovom radu predložena je strategija ukupnog individualnog balansiranja naponova jednosmjerne struje za EPT s odvojenom topologijom vezova jednosmjerne struje. Analizirane su sposobnosti balansiranja naponova jednosmjerne struje triju strategija ukupnog individualnog balansiranja naponova jednosmjerne struje i rangirane su. Rezultati rangiranja pokazuju da predložena strategija ima najveću sposobnost balansiranja naponova jednosmjerne struje. Taj zaključak potvrđen je eksperimentalno. Eksperimentalni rezultati pokazuju da se individualni visokonaponski i niskonaponski vezovi jednosmjerne struje mogu dobro uravnotežiti s predloženom strategijom kada postoje teške neusklađenosti parametara komponenti ili veliki udio snage jednosmjerne struje u ukupnoj snazi. Zapravo, s predloženom strategijom, individualni visokonaponski i niskonaponski vezovi jednosmjerne struje mogu biti uravnoteženi pod teškim uvjetima neravnoteže, sve dok snage koje proizvode PM-ovi budu unutar maksimalno dopuštene snage .

Izvor: IEEE Xplore.

Izjava: Pozdravljamo original, dobre članke vrijede podijeliti, ako postoji povreda autorskih prava, molimo kontaktirajte nas za brisanje.