Kawalan Imbangan Voltan DC Individu untuk Transformator Kuasa Elektronik H-Bridge Berperingkat dengan Topologi DC-Link Berasingan

     Dalam kertas ini, strategi keseimbangan voltan dc individu keseluruhan (termasuk voltan dc-link tegangan tinggi dan rendah) dicadangkan untuk transformator kuasa elektronik dengan topologi dc-link yang dipisahkan. Strategi ini menyesuaikan kuasa aktif yang mengalir melalui peringkat isolasi dan output dalam modul kuasa yang berbeza untuk meningkatkan keupayaan keseimbangan voltan dc. Melalui strategi ini, dc-link tegangan tinggi dan rendah boleh diseimbangkan dengan baik apabila ketidakseimbangan berlaku antara modul kuasa yang berbeza (contohnya, ketidaksesuaian parameter komponen atau beberapa dc-link tegangan tinggi atau/atau rendah disambungkan dengan sumber tenaga boleh diperbaharui atau/atau beban dc). Strategi yang dicadangkan dianalisis dan disokong oleh pengesahan eksperimen.

1.Pengenalan.

    Transformator kuasa elektronik (EPT), juga dikenali sebagai transformator pepejal (SST) , atau transformator elektronik kuasa (PET) , telah dianggap sebagai komponen utama untuk grid kuasa masa depan. Ia mempunyai banyak ciri-ciri canggih, seperti integrasi tenaga boleh diperbaharui, sambungan grid kuasa utama dan mikrogrid AC/DC , penyesuaian voltan keluaran, penghambatan harmonik, pemulihan daya reaktif, dan isolasi gangguan.

Untuk EPT tiga peringkat dalam aplikasi tegangan tinggi dan kuasa tinggi, terdapat beberapa topologi yang menjanjikan yang telah dikaji, seperti EPT H-bridge bertingkat , EPT modular multilevel converter (MMC)  dan EPT multilevel klip . Pada tahun 2012, EPT H-bridge bertingkat fasa tunggal 15-kV 1.2-MVA dipasang pada lokomotif untuk mengurangkan isipadu dan meningkatkan kecekapan dengan menggantikan transformator kuasa linear 16.67 Hz . Pada tahun 2015, EPT H-bridge bertingkat tiga fasa 10-kV/400-V 500-kVA dipasang dalam grid kuasa pengagihan untuk menyediakan bekalan kuasa berkualiti tinggi .

2.EPT dengan Topologi DC-Link Dipisahkan.

    Gambar menunjukkan litar utama EPT tiga fasa dengan topologi DC-link dipisahkan yang ditunjukkan . Ia adalah konfigurasi input-seri-output-paralel tiga peringkat dengan      n     PMs per fasa. Tiga peringkat itu adalah peringkat input, peringkat isolasi, dan peringkat output. Dalam Gambar, terdapat dua port AC dan enam port DC. Untuk PM 1 dalam setiap fasa, terdapat port DC tegangan tinggi dan port DC tegangan rendah untuk menyambung sumber tenaga boleh diperbaharui dan beban DC dengan tahap voltan yang berbeza.

3.Strategi Keseimbangan Voltan DC Individu Keseluruhan yang Dicadangkan.

    Apabila sumber tenaga boleh diperbaharui dan beban DC disambungkan dengan port DC EPT (contohnya, port DC A_H dan A_L, ditunjukkan dalam Gambar 1) atau ketidaksesuaian parameter komponen berlaku, akan ada ketidakseimbangan kuasa antara PM yang berbeza. Jika ketidakseimbangan kuasa melebihi keupayaan penyesuaian pengawal keseimbangan voltan DC, voltan DC akan tidak seimbang. Dalam bahagian ini, skenario sumber tenaga boleh diperbaharui dan beban DC akan dianalisis sebagai contoh. 

4.Pelaksanaan Strategi Keseimbangan Voltan DC Individu Keseluruhan yang Dicadangkan.

    Strategi yang dicadangkan mengandungi dua bahagian: strategi keseimbangan DC-link tegangan tinggi individu dalam peringkat isolasi dan strategi keseimbangan DC-link tegangan rendah individu dalam peringkat output.

5.Kesimpulan.

     Dalam kertas ini, strategi keseimbangan voltan DC individu keseluruhan telah dicadangkan untuk EPT dengan topologi DC-link dipisahkan. Keupayaan keseimbangan voltan DC tiga strategi keseimbangan voltan DC individu keseluruhan telah dianalisis dan dirangking. Hasil peringkat menunjukkan bahawa strategi yang dicadangkan mempunyai keupayaan keseimbangan voltan DC yang paling kuat. Kesimpulan ini disokong oleh pengesahan eksperimen. Hasil eksperimen telah menunjukkan bahawa DC-link tegangan tinggi dan rendah individu boleh diseimbangkan dengan baik menggunakan strategi yang dicadangkan apabila terdapat ketidaksesuaian parameter komponen yang serius atau terdapat peratusan besar kuasa DC dalam jumlah kuasa. Sebenarnya, dengan strategi yang dicadangkan, DC-link tegangan tinggi dan rendah individu boleh diseimbangkan di bawah keadaan tidak seimbang yang serius selagi kuasa yang mengalir melalui PM berada dalam had kuasa maksimum yang dibenarkan .

Sumber: IEEE Xplore.

Kenyataan: Hormati asal, artikel yang baik berharga dibahagikan, jika terdapat pencabulan silakan hubungi untuk dihapus.