Електронен преобразувател с адаптивна PLL техника за преодоляване на нарушения в напрежението

      В тази статия се предлага нов PET (Power Electronic Transformer) за разпределителна мрежа, наречен гъвкаво устройство за разпределение на енергия, и се разкрива механизъмът за размена на енергия между мрежата и потребителите. Разработен и демонстриран е прототип на средночестотен изолиран преобразувател с мощност 30 кВт и напрежение 600 VAC/220 VAC/110 VDC. Статията представя и ключови стратегии за управление на PET за приложения в разпределителната мрежа, особено при условия на нарушения на напрежението в мрежата. Освен това се обсъждат и верифицират проблеми, свързани с устойчивостта на трофазния PET, свързан с мрежата, чрез анализ на импеданса. Прототипът на PET е тестван и преминава функцията за преодоляване на нарушения на напрежението. 

1.Въведение.

     Разпределителният трансформатор е най-важното и най-общиго оборудване в разпределителната електроенергийна мрежа, отговорно за трансформацията на напрежението и изолацията на напрежението. Традиционният разпределителен трансформатор е много надежден, но е громоздък и неудобен. Хармониките между първичната и вторичната страна не могат да бъдат изолирани, а са необходими допълнителни устройства за наблюдение и защита срещу възможни повреди. Днес тези недостатъци са реални загрижености както в академичната, така и в индустриалната сфера. Затова, електронните трансформатори, известни като интелигентни универсални трансформатори, твърдотелни трансформатори, умни трансформатори, маршрутизатори на енергията и други, постепенно са станали актуална тема през последните 10 години, особено за авиационни, железопътни, умни мрежи и приложения в Енергийния интернет. Първоначалното им приложение може да бъде в специални области, където размерът и теглото са по-важни от цената и ефективността .

2.Структура и спецификации на PET.

    За многожилевия преобразувател DC/DC с изолация на средно честота се приема метод за контрол с фиксирана честота на комутация. Той се нарича DC трансформатор и предоставя нерегулирано изходно напрежение. Чрез намаляване на регулационните изисквания и ограничаване на диапазона на входното напрежение, DC трансформаторът може да постигне по-висока ефективност и по-голяма мощност, отколкото стандартният регулиран трансформатор, дори и без филтриращ дросел. Трофазните инвертори са съставени от три идентични модулни единични H4 инвертора, които имат отлична вътрешна корекция на несиметричните потребители, или трябва да се добавят допълнителни методи за управление към трофазния инвертор. Изходното AC напрежение се регулира с двойни контролери, където външният контур регулира RMS стойността на напрежението, докато вътрешният контур регулира моментната стойност на напрежението. Освен това, стратегията за управление с двуполярно SPWM помага за подкрепяне на реактивната мощност.

3.Ключови стратегии за преодоляване на нарушения на напрежението с PET.

     За PET, работещ при нарушения на напрежението в мрежата, наблюдаваемостта и контролируемостта са съществени. Точното и бързо детектиране на честотата и фазовия ъгъл на напрежението в мрежата е необходимо, за да се гарантира правилното генериране на референтни сигнали и за справяне с кодовете на електроенергийните компании, особено при общи искажения, като хармоники, спадове на напрежението, вариации на честотата и скокове на фазата [21]. Динамичните промени в напрежението на мрежата трябва да се вземат предвид за бързо управление. Затова, две ключови стратегии за PET са проучени и са представени отделно в този раздел, включително методи за проектиране на фазово закопчан цикъл (PLL), принципи на управление и малко сигнална модель на трофазния PWM выпрямител. Обсъждат се и проблеми, свързани с устойчивостта на трофазния PET, свързан с мрежата.

4.Заключение.

        В тази статия се предлага нов PET за разпределителна мрежа, наречен гъвкаво устройство за разпределение на енергия. Изолацията DC/DC за трофазните инвертори е осъществена чрез компактен многожилев трансформатор, което намалява сложността на системата. Фокусирайки се върху проблемите, свързани с кодовете на мрежата, като преодоляване на нарушения на напрежението и резонанс на хармониките, които досега не са били срещани, настоящата работа представя ключовите методи за проектиране на PLL при искажени условия на мрежата, принципите на управление, малко сигнална модель и входящата проводимост на трофазния PWM выпрямител в детайли. Това помага за разбирането на резонанса на хармониките в електронните системи за енергия, използващи PET.

Източник: IEEE Xplore

Изявление: Уважавайте оригинала, добрия материали са за споделяне, ако има нарушение на правата, моля, се обърнете за изтриване.