Adaptív PLL technikával rendelkező teljesítményelektronikus transzformátor feszültség-zavarodások kezelésére

      Ebben a cikkben egy új PET (power electronic transformer) bemutatásra kerül, amit rugalmas távföldi egységnek nevezünk, és felfedezzük a hálózat és a terhelés közötti energia-váltási mechanizmust. Fejlesztettünk és demonstráltunk egy 30 kW-os, 600 VAC/220 VAC/110 VDC középfrekvenciás izolált prototípust. A cikk továbbá bemutatja a PET kulcsfontosságú irányítási stratégiáit a távföldi hálózatok alkalmazásaiban, különösen a hálózati feszültség-zavarák esetén. Emellett megbeszéljük és ellenőrizzük a hálózathoz csatlakoztatott háromfázisú PET stabilitási problémáit impedancián alapuló elemzéssel. A PET prototípus tesztelése során sikerült átmeneti funkcióval rendelkező hálózati zavarokon keresztüli működést bizonyítani. 

1.Bevezetés.

     A távföldi transzformátor a legfontosabb és leggyakrabban előforduló berendezés a távföldi hálózatban, amely felelős a feszültség-transzformációért és a feszültség-elkülönítésért. A hagyományos távföldi transzformátor nagyon megbízható, azonban nagy és nehéz. A primáris és sekundáris oldal közötti harmonikusok nem elkülönülhetőek, és extra berendezésre van szükség a lehetséges hibák figyelésére és védelmére. Ma ezek a hátrányok valódi aggodalomforrások a tudományos és ipari körökben. Ezért a hatékonyságon és méretben alapuló, elektromos-energia-alapú transzformátorok, mint például a power electronic transformers, intelligens univerzális transzformátorok, szilárdállapotú transzformátorok, okos transzformátorok, energia-útvonalak, és mások, lassan kiemelkedő téma lettek az elmúlt 10 évben, különösen repülési, vasúti trakció, okos hálózat, és Energia Internet alkalmazásokban. Az első használatuk speciális alkalmazásokban történhet, ahol a méret és a súly fontosabb, mint a költség és a hatékonyság .

2.PET szerkezete és specifikációi.

    A több-fénykép-körzetes középfrekvenciás izolált DC/DC konverterhez rögzített kapcsolási frekvenciájú nyitott hurok irányítási módszer alkalmazásra kerül. Ezt DC transzformátornak nevezzük, és szabályozatlan kimeneti feszültséget biztosít. A szabályozási követelmények csökkentése és a bemeneti feszültség tartományának szűkítése révén a DC transzformátor magasabb hatékonyságot és nagyobb teljesítményt ér el, mint a szabványos szabályozott transzformátor, még akkor is, ha a szűrő szivattyú kimarad. A háromfázisú inverzorok három azonos moduláris egyfázisú teljes-híd H4 inverzorból állnak, amelyek kiváló belső egyensúlytalanság-javító képességgel rendelkeznek, vagy más extra irányítási módszerek hozzáadhatók a háromfázisú inverzorhoz. Az AC kimeneti feszültség dupla hurok irányítókkal szabályozódik, ahol a külső hurok a feszültség RMS értékét szabályozza, míg a belső hurok a feszültség pillanatnyi értékét. Ezen felül a dipoláris SPWM irányítási stratégia segít a reaktív teljesítmény támogatásában.

3.Kulcsfontosságú stratégiák a PET hálózati feszültség-zavarokon keresztüli működéséhez.

     A hálózati feszültség-zavar mellett működő PET számára a megfigyelhetőség és a vezérlhetőség lényeges. A hálózati feszültség frekvenciájának és fázisszögének pontos és gyors detektálása szükséges a referenciajelek helyes generálásához, és a szolgáltatókódok kezeléséhez, különösen a közös szolgáltató torzítások, mint például a harmonikusok, feszültség-csökkenések, frekvencia-változások és fázis-ugrások esetén. A hálózati feszültség dinamikus változását figyelembe kell venni a gyors irányítási kérdések miatt. Ezért két kulcsfontosságú stratégiát vizsgáltak a PET-re, és ezeket külön-külön bemutatják ebben a részben, beleértve a fázis-zároló hurok (PLL) tervezési módjait, az irányítási elveket, és a háromfázisú PWM rectifier kis-szignál modeljét. A hálózathoz csatlakoztatott háromfázisú PET-hez kapcsolódó stabilitási kérdések is megbeszélésre kerültek.

4.Összefoglalás.

        Ebben a cikkben egy új PET bemutatásra kerül, amit rugalmas távföldi egységnek nevezünk. A háromfázisú inverzorok DC/DC izolációja egy kompakt, több-fénykép-körzetes transzformátoron keresztül történik, ami csökkenti a rendszer összetettségét. A PET hálózati kód kérdéseire, mint például a hálózati feszültség-zavar áthidalására és a harmonikus rezgésre, amelyek eddig nem voltak találkozó, ez a tanulmány részletesen bemutatja a torzított hálózati feltételek közötti kulcsfontosságú PLL tervezési módokat, az irányítási elveket, a kis-szignál modelt, és a háromfázisú PWM rectifier bemeneti admittanciát. Ez segít megérteni a power-electronics-alapú energiaszolgáltató rendszereknél a PET használatával fellépő harmonikus rezgéseket.

Forrás: IEEE Xplore

Megjegyzés: Tiszteletben tartva az eredeti, jó cikkek megosztandók, ha jogsértés történik, kérjük, jelezze a törlésre.