Điều khiển cân bằng điện áp DC cá nhân cho biến áp điện tử H-bridge tầng cấp với cấu trúc DC-link tách biệt

     Trong bài báo này, một chiến lược cân bằng điện áp DC tổng thể cá nhân (bao gồm cả điện áp DC liên kết cao và thấp) được đề xuất cho biến thế điện tử có cấu trúc DC-link tách biệt. Chiến lược này điều chỉnh công suất hoạt động chảy qua các giai đoạn cách ly và đầu ra trong các mô-đun điện khác nhau để tăng cường khả năng cân bằng điện áp DC. Qua chiến lược này, các liên kết DC cao và thấp có thể được cân bằng tốt khi xảy ra mất cân đối giữa các mô-đun điện khác nhau (ví dụ: không khớp thông số thành phần hoặc một số liên kết DC cao hoặc/ và thấp được kết nối với nguồn năng lượng tái tạo hoặc/ và tải DC). Chiến lược được đề xuất được phân tích và chứng minh bằng thực nghiệm.

1.Giới thiệu.

    Biến thế điện tử (EPT), còn được gọi là biến thế rắn (SST) , hoặc biến thế điện tử (PET) , đã được coi là thành phần then chốt cho lưới điện tương lai. Nó có nhiều tính năng tiên tiến, như tích hợp năng lượng tái tạo, kết nối lưới điện chính và microgrid AC/DC , điều chỉnh điện áp đầu ra, kìm hãm hài, bù công suất phản kháng và cách ly sự cố.

Đối với EPT ba giai đoạn trong các ứng dụng điện áp cao và công suất lớn, có một số cấu trúc hứa hẹn đã được nghiên cứu, như EPT cầu H nối tiếp , EPT chuyển đổi đa mức mô-đun (MMC) EPT  và EPT đa mức kẹp . Năm 2012, một EPT kéo đơn pha 15-kV 1.2-MVA cầu H nối tiếp đã được lắp đặt trên một toa tàu để giảm thể tích và cải thiện hiệu suất bằng cách thay thế biến thế điện tuyến tính 16.67 Hz . Năm 2015, một EPT ba pha 10-kV/400-V 500-kVA cầu H nối tiếp đã được lắp đặt trong lưới điện phân phối để cung cấp nguồn điện chất lượng cao .

2.EPT với Cấu trúc DC-Link Tách Biệt.

    Hình hiển thị mạch chính của EPT ba pha với cấu trúc DC-link tách biệt được trình bày . Đây là cấu hình chuỗi vào song song ra với      n     PMs mỗi pha. Ba giai đoạn là giai đoạn vào, giai đoạn cách ly và giai đoạn ra. Trong Hình, có hai cổng AC và sáu cổng DC. Đối với PM 1 trong mỗi pha, có một cổng DC cao và một cổng DC thấp để kết nối nguồn năng lượng tái tạo và tải DC với các mức điện áp khác nhau.

3.Chiến lược Cân Bằng Điện Áp DC Tổng Thể Cá Nhân Được Đề Xuất.

    Khi nguồn năng lượng tái tạo và tải DC được kết nối với các cổng DC của EPT (ví dụ: các cổng DC A_H và A_L, hiển thị trong Hình 1) hoặc xảy ra không khớp thông số thành phần, sẽ có mất cân đối công suất giữa các PM khác nhau. Nếu mất cân đối công suất vượt quá khả năng điều chỉnh của bộ điều khiển cân bằng điện áp DC, điện áp DC sẽ mất cân đối. Trong phần này, kịch bản nguồn năng lượng tái tạo và tải DC sẽ được phân tích làm ví dụ. 

4.Thực Hiện Chiến lược Cân Bằng Điện Áp DC Tổng Thể Cá Nhân Được Đề Xuất.

    Chiến lược được đề xuất bao gồm hai phần: chiến lược cân bằng liên kết DC cao riêng lẻ ở giai đoạn cách ly và chiến lược cân bằng liên kết DC thấp riêng lẻ ở giai đoạn ra.

5.Kết luận.

     Trong bài báo này, một chiến lược cân bằng điện áp DC tổng thể cá nhân đã được đề xuất cho EPT với cấu trúc DC-link tách biệt. Khả năng cân bằng điện áp DC của ba chiến lược cân bằng điện áp DC tổng thể cá nhân đã được phân tích và xếp hạng. Kết quả xếp hạng cho thấy chiến lược được đề xuất có khả năng cân bằng điện áp DC mạnh nhất. Kết luận này được hỗ trợ bởi việc xác minh thực nghiệm. Kết quả thực nghiệm đã cho thấy các liên kết DC cao và thấp riêng lẻ có thể được cân bằng tốt với chiến lược được đề xuất khi có sự mất cân đối nghiêm trọng về thông số thành phần hoặc có tỷ lệ lớn công suất DC trong tổng công suất. Thực tế, với chiến lược được đề xuất, các liên kết DC cao và thấp riêng lẻ có thể được cân bằng dưới các điều kiện mất cân đối nghiêm trọng miễn là công suất chảy qua PM nằm trong công suất tối đa cho phép .

Nguồn: IEEE Xplore.

Tuyên bố: Tôn trọng bản gốc, bài viết hay đáng chia sẻ, nếu có vi phạm xin vui lòng liên hệ xóa.