Elektronički transformator s prilagodljivom PLL tehnikom za održavanje pri naponskim ometanjima

      U ovom radu predlaže se novi PET (Power Electronic Transformer) za distribucijsku mrežu, poznat kao fleksibilna jedinica za distribuciju struje, i otkriva se mehanizam razmjene energije između mreže i opterećenja. Razvijen je i demonstriran prototip srednje-frekventne izolirane jedinice od 30 kW 600 VAC/220 VAC/110 VDC. Rad također prikazuje ključne strategije upravljanja PET-om za primjene u električnim distribucijskim mrežama, posebno pod uvjetima ometanja napona mreže. Također se raspravlja o pitanjima stabilnosti vezanim uz PET spojen na trofaznu mrežu, a to se provjerava analizom temeljenom na impedanci. Prototip PET-a je testiran i prošao je funkciju prelaska kroz ometanje napona. 

1.Uvod.

     Distribucijski transformator je najvažnija i najčešća oprema u distribucijskoj mreži, zadužena za transformaciju napona i izolaciju napona. Tradicionalni distribucijski transformator je vrlo pouzdan, ali je obujamnog i nepraktičnog oblika. Harmonici između primarnog i sekundarnog dijela ne mogu biti izolirani, te je potrebno dodatno opremu za nadzor i zaštitu od mogućih problema. Danas su ovi nedostaci stvarna zabrinutost u akademskim krugovima i industriji. Stoga su elektronički temeljeni transformatori, poznati kao power electronic transformers, inteligentni univerzalni transformatori, čvrsto-stanični transformatori, pametni transformatori, ruteri energije i drugi, postali zanimljivi teme tijekom posljednjih 10 godina, posebno za primjene u aerokosmosu, željezničkom vlačenju, pametnoj mreži i Energetskom Internetu. Njihova inicijalna upotreba može biti u specifičnim primjenama gdje su trošak i učinkovitost manje važni od veličine i težine.

2.Struktura i specifikacije PET-a.

    Za višeobmotni srednje-frekventni izolirani DC/DC pretvarač usvojen je metoda otvorene petlje s fiksiranim frekvenci komutacije. To se naziva DC transformator i pruža neuređeni izlazni napon. Smanjenjem zahtjeva za regulacijom i sužavanjem opsega ulaznih napona, DC transformator može postići veću učinkovitost i veći izlaz snage od standardnog reguliranog transformatora, čak i ako se eliminira filter.Trofazi invertori sastoje se od tri identična modularna jednofazna punomostova H4 inverzora, koji imaju odličnu sposobnost korekcije neravnoteže unutrašnjeg opterećenja, ili bi trebale biti dodate druge kontrolne metode trofaznom inverteru. AC izlazni napon regulira se s dvostrukim kontrolerima, gdje vanjska petlja regulira RMS vrijednost napona, dok unutarnja petlja regulira trenutnu vrijednost napona. Također, bipolarna SPWM kontrolna strategija pomaže u podršci reaktivne snage.

3.Ključne strategije za PET za prelaz kroz ometanje napona.

     Za PET koji radi s ometanjem napona mreže, važne su opservabilnost i kontrollabilnost. Tačno i brzo otkrivanje frekvencije i faze ugla napona mreže je ključno za osiguranje ispravnog generisanja referentnih signala i usklađivanja s utilitetskim kodovima, posebno za one koje se koriste pod uobičajenim utilitetskim distorzijama poput harmonika, padova napona, varijacija frekvencije i skokova faze [21]. Dinamičke promjene napona mreže trebaju se uzeti u obzir zbog brze kontrole. Stoga su dvije ključne strategije za PET istražene i pojedinačno prikazane u ovom odlomku, uključujući metode dizajna fazno-zaključanog petlje (PLL), principi kontrole i mali-signalni model trofaznog PWM pretvarača. Također se raspravlja o pitanjima stabilnosti vezanim uz trofazni PET spojen na mrežu.

4.Zaključak.

        U ovom radu predlaže se novi PET za distribucijsku mrežu, poznat kao fleksibilna jedinica za distribuciju struje. DC/DC izolacija za trofazi invertere ostvarena je putem jednog kompaktnog višeobmotnog transformatora, što smanjuje složenost sustava. Fokusirajući se na problematiku kodova mreže za PET, poput prelaza kroz ometanje napona i rezonancije harmonika, koje do sada nisu bile susrećene, ovaj rad detaljno prikazuje ključne metode dizajna PLL-a pod uvjetima distorzije mreže, principe kontrole, mali-signalni model i ulaznu impedanciju trofaznog PWM pretvarača. To pomaže u razumijevanju rezonancije harmonika u elektroenergetske sustave temeljene na elektronici.

Izvor: IEEE Xplore

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vrijede podijeliti, ako postoji kršenje autorskih prava molimo o brisanje.