Elektronický transformátor s adaptivní PLL technikou pro přežití narušení napětí

      Tento článek navrhuje nový PET pro distribuční síť, nazvaný flexibilní jednotka pro rozdělování energie, a odhaluje mechanismus výměny energie mezi sítí a zatížením. Byl vyvinut a demonstrován prototyp středně frekvenčního izolovaného přístroje o výkonu 30 kW, 600 VAC/220 VAC/110 VDC. Článek také prezentuje klíčové strategie řízení PET pro aplikace v elektrických distribučních sítích, zejména za podmínek poruch napětí v síti. Kromě toho jsou diskutovány a ověřeny problémy stability týkající se třífázového PET připojeného k síti pomocí analýzy impedance. Prototyp PET byl otestován a úspěšně prošel funkcí projížďky přes poruchy napětí. 

1.Úvod.

     Distribuční transformátor je nejdůležitější a nejběžnější zařízení v distribuční síti, které je odpovědné za transformaci a izolaci napětí. Tradiční distribuční transformátor je velmi spolehlivý, ale je hromadný a nepohodlný. Harmonické mezi primární a sekundární stranou nelze izolovat, a je potřeba dodatečné vybavení pro monitorování a ochranu před možnými selháními. Dnes jsou tyto nedostatky skutečnou obavou jak v akademickém, tak průmyslovém prostředí. Proto jsou postupně během posledních 10 let elektronické transformátory založené na elektronice, jako jsou power electronic transformers, inteligentní univerzální transformátory, pevné státní transformátory, chytré transformátory, energetické routery a jiné, stávají se stále více populární, zejména pro aplikace v leteckém, železničním tažení, chytré síti a Energetickém internetu. Jejich počáteční použití může být v speciálních aplikacích, kde náklady a efektivita jsou vedlejší vzhledem k rozměrům a hmotnosti.

2.Struktura a specifikace PET.

    Pro víceobvodový středně frekvenční izolovaný DC/DC převodník je použit otevřený systém řízení s pevnou frekvencí přepínání. Označuje se jako DC transformátor a poskytuje neregulované výstupní napětí. Snížením požadavků na regulaci a zúžením rozsahu vstupních napětí lze dosáhnout vyšší efektivity a většího výkonu než u standardního regulovaného transformátoru, i když je filtr vynechán. Třífázové inverzory jsou složeny ze tří identických modulárních jednofázových plnobridge H4 inverzorů, které mají vynikající schopnost korekce vnitřního nerovnoměrného zatížení, nebo musí být přidány další metody řízení k třífázovému inverzoru. AC výstupní napětí je regulováno s dvojitými smyčkovými kontroléry, kde vnější smyčka slouží k regulaci RMS hodnoty napětí, zatímco vnitřní smyčka reguluje okamžitou hodnotu napětí. Kromě toho pomáhá bipolarní SPWM strategie podporovat reaktivní výkon.

3.Klíčové strategie pro PET pro projížďku přes poruchy napětí.

     Pro PET provozovaný za podmínek poruchy napětí v síti jsou nezbytné observabilita a kontrolovatelnost. Přesné a rychlé detekce frekvence a fáze napětí v síti jsou nezbytné pro zajištění správné generace referenčních signálů a pro zacházení s pravidly pro využívání, zejména pro ty, kteří fungují za běžných zkreslení, jako jsou harmonické, propadnutí napětí, změny frekvence a skoky fáze [21]. Dynamické změny napětí v síti by měly být zohledněny pro rychlé kontroly. Proto byly prozkoumány dvě klíčové strategie pro PET a jsou samostatně prezentovány v této sekci, včetně metod návrhu fázově uzamčené smyčky (PLL), principů řízení a malosignálového modelu třífázového PWM rectifieru. Diskutovány jsou také problémy stability týkající se třífázového PET připojeného k síti.

4.Závěr.

        Tento článek navrhuje nový PET pro distribuční síť, nazvaný flexibilní jednotka pro rozdělování energie. Izolace DC/DC pro třífázové inverzory je implementována prostřednictvím kompaktního víceobvodového transformátoru, což snižuje složitost systému. S ohledem na problémy s pravidly pro využívání PET, jako je projížďka přes poruchy napětí a harmonické rezonance, které nebyly dříve zaznamenány, tento dokument detailně prezentuje klíčové metody návrhu fázově uzamčené smyčky (PLL) za zkreslených podmínek v síti, principy řízení, malosignálový model a vstupní impedanci třífázového PWM rectifieru. To pomáhá porozumět harmonické rezonanci v elektronických systémech založených na PET.

Zdroj: IEEE Xplore

Poznámka: Respektujte původ, dobré články stojí za sdílení, pokud dojde k porušení autorských práv, obraťte se prosím na nás pro jejich odstranění.