Indywidualna kontrola bilansu napięcia DC dla kaskadowego przekształtnika mocy z topologią H-mostowego przekształtnika elektronicznego z rozdzielonym łącznikiem DC
W niniejszym artykule zaproponowano ogólną strategię bilansowania indywidualnych napięć zmiennoprzecinkowych (w tym wysokonapięcia i niskonapięcia) dla elektronicznego przekształtnika mocy o rozdzielonej topologii połączenia DC. Strategia ta dostosowuje mocy czynne przepływające przez etapy izolacji i wyjściowe w różnych modułach mocy, aby zwiększyć zdolność do bilansowania napięć DC. Dzięki tej strategii, połączenia DC wysokonapięcia i niskonapięcia mogą być dobrze zbilansowane, gdy wystąpią niezgodności między różnymi modułami mocy (np. niezgodności parametrów komponentów lub gdy niektóre połączenia DC wysokonapięcia lub/ i niskonapięcia są podłączone do źródeł odnawialnych energii lub/ i obciążeń DC). Zaproponowana strategia została przeanalizowana i zweryfikowana eksperymentalnie.
1.Wstęp.
Elektroniczny przekształtnik mocy (EPT), również nazywany stałowym przekształtnikiem (SST) lub przekształtnikiem elektronicznym mocy (PET) , jest uważany za kluczowy element przyszłych sieci energetycznych. Ma wiele zaawansowanych funkcji, takich jak integracja odnawialnych źródeł energii, połączenie głównej sieci energetycznej i mikrosieci AC/DC , regulacja napięcia wyjściowego, tłumienie harmonicznych, kompensacja mocy biernej i izolacja uszkodzeń.
Dla trójstadiowego EPT w aplikacjach o wysokim napięciu i dużej mocy istnieje kilka obiecujących topologii, które były badane, takich jak kaskadowy most H EPT , modułowy wielopoziomowy przekształtnik (MMC) EPT i blokujący wielopoziomowy EPT . W 2012 roku, 15-kV 1,2-MVA jednofazowy kaskadowy most H EPT został zainstalowany na lokomotywie, aby zmniejszyć objętość i poprawić efektywność, zastępując liniowy przekształtnik mocy 16,67 Hz . W 2015 roku, 10-kV/400-V 500-kVA trójfazowy kaskadowy most H EPT został zainstalowany w dystrybucyjnej sieci energetycznej, aby zapewnić wysokiej jakości dostawę energii .
2.EPT z rozdzieloną topologią połączenia DC.
Rys pokazuje główny obwód trójfazowego EPT z rozdzieloną topologią połączenia DC przedstawiony . Jest to konfiguracja szeregowa wejścia-równoległa wyjścia z
3.Zaproponowana ogólna strategia bilansowania indywidualnych napięć DC.
Gdy źródła odnawialnej energii i obciążenia DC są podłączone do portów DC EPT (np. porty DC A_H i A_L, pokazane w Rys. 1) lub wystąpi niezgodność parametrów komponentów, będzie występować niezbalansowanie mocy między różnymi PM. Jeśli niezbalansowanie mocy przekroczy zdolność regulacji kontrolera bilansującego napięcia DC, napięcia DC będą niezbalansowane. W tej sekcji analizowany będzie scenariusz źródła odnawialnej energii i obciążenia DC jako przykład.
4.Realizacja zaproponowanej ogólnej strategii bilansowania indywidualnych napięć DC.
Zaproponowana strategia zawiera dwie części: strategię bilansowania indywidualnego połączenia DC wysokonapięcia w etapie izolacji i strategię bilansowania indywidualnego połączenia DC niskonapięcia w etapie wyjściowym.
5.Wnioski.
W niniejszym artykule zaproponowano ogólną strategię bilansowania indywidualnych napięć DC dla EPT z rozdzieloną topologią połączenia DC. Zdolności do bilansowania napięć DC trzech ogólnych strategii bilansowania indywidualnych napięć DC zostały przeanalizowane i uporządkowane. Wyniki rankingu wskazują, że zaproponowana strategia ma najmocniejszą zdolność do bilansowania napięć DC. Ten wniosek jest potwierdzony eksperymentalnie. Wyniki eksperymentów pokazały, że indywidualne połączenia DC wysokonapięcia i niskonapięcia mogą być dobrze zbilansowane dzięki zaproponowanej strategii, gdy wystąpią poważne niezgodności parametrów komponentów lub duża proporcja mocy DC w całkowitej mocy. Faktycznie, dzięki zaproponowanej strategii, indywidualne połączenia DC wysokonapięcia i niskonapięcia mogą być zbilansowane w warunkach poważnych niezbalansowań, o ile mocy przepływające przez PM są w granicach maksymalnie dopuszczalnej mocy .
Źródło: IEEE Xplore.
Oświadczenie: Szacunek dla oryginału, dobrych artykułów wartych udostępniania, jesli istnieje naruszenie praw autorskich prosimy o kontakt z celami usunięcia.
