Indibidwal na Kontrol ng Balanse ng DC Voltage para sa Cascaded H-Bridge Electronic Power Transformer na may Separated DC-Link Topology

IEEE Xplore

Larangan: Pamantayan sa Elektrisidad

Canada

Sa makatagong papel na ito, isang pangkalahatang pambihirang balanse ng DC voltage (kasama ang mataas na tensyon at mababang tensyon ng DC-link) ang ipinroporsiyon para sa electronic power transformer na may hiwalay na DC-link topology. Ang estratehiyang ito ay nag-aadjust ng aktibong kapangyarihan na dumaan sa mga yugto ng paghihiwalay at output upang mapalakas ang kakayahan ng balanse ng DC voltage. Sa pamamagitan ng estratehia, ang mataas at mababang DC-links ay maaaring maging maayos na naka-balance kung may pagkakaiba-iba sa iba't ibang power modules (halimbawa, mismatch ng mga parameter ng komponente o/and ang ilang mataas na tensyon o/and mababang DC-links ay konektado sa renewable energy sources o/and DC loads). Ang ipinroporsiyong estratehiya ay inanalisa at sinusuportahan ng eksperimental na pagpapatunay.

1.Panimula.

Electronic power transformer (EPT), kilala rin bilang solid-state transformer (SST) , o power electronic transformer (PET) , ay itinuturing na isang pangunahing komponente para sa kinabibilangan ng power grid. Ito ay may maraming advanced na katangian, tulad ng integrasyon ng renewable energy, koneksyon ng pangunahing power grid at AC/DC microgrid , pag-regulate ng output voltage, harmonic suppression, reactive power compensation at fault isolation.

Para sa tatlong yugto ng EPT sa high-voltage high-power applications, mayroong ilang promising na topologies na iminumungkahing napag-aralan, tulad ng cascaded H-bridge EPT , ang modular multilevel converter (MMC) EPT at ang clamping multilevel EPT . Noong 2012, isang 15-kV 1.2-MVA single-phase cascaded H-bridge traction EPT ay inilapat sa isang lokomotibo upang bawasan ang volume at mapabuti ang efisiensi sa pamamagitan ng pagpapalit ng 16.67 Hz linear power transformer . Noong 2015, isang 10-kV/400-V 500-kVA three-phase cascaded H-bridge EPT ay inilapat sa isang distribution power grid upang magbigay ng mataas na kalidad ng power supply .

2.EPT na may Hiwalay na DC-Link Topology.

Fig nagpapakita ng pangunahing circuit ng three-phase EPT na may hiwalay na DC-link topology na ipinakilala . Ito ay isang input-series-output-parallel configuration na may n PMs per phase. Ang tatlong yugto ay ang input stage, ang isolation stage at ang output stage. Sa Fig, mayroong dalawang AC ports at anim na DC ports. Para sa PM 1 sa bawat phase, mayroong isang mataas na tensyon na DC port at isang mababang tensyon na DC port upang konektado sa renewable energy sources at DC loads na may iba't ibang lebel ng tensyon.

The main circuit configuration of the three-phase EPT with the separated DC-link topology..png

3.Ang Ipinroporsiyong Pangkalahatang Pambihirang Balanse ng DC Voltage.

Kapag ang renewable energy sources at DC loads ay konektado sa DC ports ng EPT (halimbawa, DC ports A_H at A_L, na ipinakita sa Fig. 1) o nangyari ang mismatch ng mga parameter ng komponente, magkakaroon ng hindi pantay na kapangyarihan sa iba't ibang PMs. Kung ang hindi pantay na kapangyarihan ay lumampas sa kakayahan ng controller ng balanse ng DC voltage, ang DC voltages ay maaaring maging hindi pantay. Sa seksyon na ito, ang renewable energy source at DC load scenario ay i-aanalisa bilang isang halimbawa.

4.Pagpapatupad ng Ipinroporsiyong Pangkalahatang Pambihirang Balanse ng DC Voltage.

Ang ipinroporsiyong estratehiya ay binubuo ng dalawang bahagi: isang pambihirang balanse ng mataas na tensyon ng DC-link sa isolation stage at isang pambihirang balanse ng mababang tensyon ng DC-link sa output stage.

The control diagram of the individual low-voltage DC-link balance strategy per phase..png

5.Kasimpulan.

Sa makatagong papel na ito, isang pangkalahatang pambihirang balanse ng DC voltage ang ipinroporsiyon para sa EPT na may hiwalay na DC-link topology. Ang kakayahang balanse ng DC voltage ng tatlong pangkalahatang pambihirang balanse ng DC voltage ay inanalisa at inirank. Ang resulta ng ranking ay nagpapakita na ang ipinroporsiyong estratehiya ay may pinakamataas na kakayahan ng balanse ng DC voltage. Ang kasimpulan na ito ay sinusuportahan ng eksperimental na pagpapatunay. Ang eksperimental na resulta ay nagpapakita na ang pambihirang mataas at mababang DC-links ay maaaring maging maayos na naka-balance gamit ang ipinroporsiyong estratehiya kung may malubhang mismatch ng mga parameter ng komponente o may malaking proporsyon ng DC power sa kabuuang power. Sa katunayan, gamit ang ipinroporsiyong estratehiya, ang pambihirang mataas at mababang DC-links ay maaaring maging balanced sa malubhang hindi pantay na kondisyon basta ang kapangyarihan na dumaan sa PM ay nasa loob ng pinakamataas na pinahihintulutan na kapangyarihan .

Source: IEEE Xplore.

Statement: Respetuhin ang orihinal, ang mga mahusay na artikulo ay karapat-dapat na ibahagi, kung mayroong paglabag sa copyright mangyari'y pakiusap kontakin upang burahin.