Individualna kontrola ravnoteže pojedinačne DC napona za kaskadni H-most elektronskog transformatora snage sa odvojenom DC vezom topologijom

     U ovom radu predlažemo strategiju ravnoteže ukupnog pojedinačnog napon na jednostrujnoj strani (uključujući visokonaponsku i niskonaponsku jednostrujnu vezu) za elektronski transformator snage sa odvojenom topologijom jednostrujne veze. Strategija prilagođava aktivne snage koje proizvode izolacioni i izlazni stadiji u različitim modulima snage kako bi se poboljšala sposobnost ravnoteže napona na jednostrujnoj strani. Kroz ovu strategiju, visokonaponska i niskonaponska jednostrujna veza mogu biti dobro uravnotežene kada dođe do neravnoteže između različitih modula snage (npr., neusaglašenosti parametara komponenti ili kada su neke visokonaponske ili/ili niskonaponske jednostrujne veze povezane s obnovljivim izvorima energije ili/ili DC opterećenjima). Predložena strategija je analizirana i potvrđena eksperimentalnim testiranjem.

1.Uvod.

    Elektronski transformator snage (EPT), takođe poznat kao čvrsto stanje transformatora (SST), ili transformator elektroničke snage (PET), smatra se ključnom komponentom buduće mreže snaga. On ima mnoge napredne karakteristike, poput integracije obnovljivih izvora energije, povezivanja glavne mreže snaga i AC/DC mikromreže, regulacije izlaznog napona, supresije harmonika, kompenzacije reaktivne snage i izolacije grešaka.

Za EPT sa tri stadija u primenama visokog naponskog nivoa i visoke snage, istražene su nekoliko obećavajućih topologija, poput kaskadnog H-mosta EPT-a, modularnog višenivojnog pretvarača (MMC) EPT-a i klampiranog višenivojnog EPT-a. Godine 2012, instaliran je 15-kV 1.2-MVA jednofazni kaskadni H-most EPT na lokomotivi kako bi se smanjio volumen i poboljšala efikasnost zamenom linearnog transformatora snage od 16.67 Hz. Godine 2015, instaliran je 10-kV/400-V 500-kVA trofazni kaskadni H-most EPT u distribucijskoj mreži snaga kako bi se osigurala visokokvalitetna snabdevanje snage.

2.EPT sa odvojenom topologijom jednostrujne veze.

    Slika prikazuje glavni krug trofaznog EPT sa odvojenom topologijom jednostrujne veze. To je konfiguracija sa serijalnim ulazom i paralelnim izlazom sa   n     PM po fazi. Tri stadija su ulazni, izolacioni i izlazni. Na slici su dva AC porta i šest DC portova. Za PM 1 u svakoj fazi, postoje visokonaponski i niskonaponski DC portovi za povezivanje obnovljivih izvora energije i DC opterećenja različitih naponskih nivoa.

3.Predložena strategija ravnoteže ukupnog pojedinačnog napon na jednostrujnoj strani.

Kada su obnovljivi izvori energije i DC opterećenja povezani sa DC portovima EPT (npr., DC portovi A_H i A_L, prikazani na Slika 1) ili dođe do neusaglašenosti parametara komponenti, dobit će se neravnoteža snage između različitih PM-ova. Ako je neravnoteža snage preko mogućnosti prilagođavanja kontrolera ravnoteže napona na jednostrujnoj strani, naponi na jednostrujnoj strani neće biti uravnoteženi. U ovom odeljku, scenario sa obnovljivim izvorima energije i DC opterećenjima će biti analiziran kao primer. 

4.Realizacija predložene strategije ravnoteže ukupnog pojedinačnog napon na jednostrujnoj strani.

    Predložena strategija sadrži dva dela: strategiju ravnoteže pojedinačne visokonaponske jednostrujne veze u izolacionom stadiju i strategiju ravnoteže pojedinačne niskonaponske jednostrujne veze u izlaznom stadiju.

5.Zaključci.

     U ovom radu predložena je strategija ravnoteže ukupnog pojedinačnog napon na jednostrujnoj strani za EPT sa odvojenom topologijom jednostrujne veze. Sposobnosti ravnoteže napona na jednostrujnoj strani tri strategije ravnoteže ukupnog pojedinačnog napon na jednostrujnoj strani su analizirane i rangirane. Rezultati rangiranja pokazuju da predložena strategija ima najveću sposobnost ravnoteže napona na jednostrujnoj strani. Ovaj zaključak je potvrđen eksperimentalnim verifikacijama. Eksperimentalni rezultati su pokazali da pojedinačne visokonaponske i niskonaponske jednostrujne veze mogu biti dobro uravnotežene sa predloženom strategijom kada postoje ozbiljne neusaglašenosti parametara komponenti ili kada je veliki udio DC snage u ukupnoj snazi. U stvari, sa predloženom strategijom, pojedinačne visokonaponske i niskonaponske jednostrujne veze mogu biti uravnotežene pod uslovima ozbiljne neravnoteže, sve dok snage koje proizvode PM-ovi nisu preko maksimalno dopuštene snage.

Izvor: IEEE Xplore.

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vredni su deljenja, ako postoji kršenje autorskih prava kontaktirajte za brisanje.