Elektroņu pārveidotājs ar adaptīvo PLL tehnoloģiju sprieguma kavējumu pārvarēšanai

      Šajā rakstā tiek piedāvāts jauns PET (power electronic transformer) sadalīšanas tīklam, ko sauc par elastīgu enerģijas sadalīšanas vienību, un atklāta enerģijas apmaiņas mehānisms starp tīklu un slodzi. Tiek izstrādāts un demonstrēts 30 kW 600 VAC/220 VAC/110 VDC vidējfrekvences izolēts prototips. Šajā rakstā tiek arī aprakstītas galvenās kontrolēšanas stratēģijas PET lietošanai elektrosadalīšanas tīklos, īpaši tīkla sprieguma kavējumu apstākļos. Turklāt tiek apspriesti un verificēti stabilitātes jautājumi, kas saistīti ar tīkla savienojumu trīsfaziem PET, izmantojot impendancē balstītu analīzi. PET prototips tiek pārbaudīts, un tas veiksmīgi pārvar sprieguma kavējumus. 

1.Ievads.

     Sadalīšanas transformators ir svarīgākais un visizplatītākais ierīces sadalīšanas tīklā, kas atbild par sprieguma pārveidošanu un sprieguma izolāciju. Parastais sadalīšanas transformators ir ļoti uzticams, taču tas ir smagais un neērti pārvietojams. Primārās un sekundārās puses harmoniskie komponenti nav iespējams izolēt, un nepieciešama papildu iekārtu izmantošana, lai uzraudzītu un aizsargātu no iespējamiem bojājumiem. Mūsdienās šie trūkumi ir reālas bažas akadēmiskajā un rūpnieciskajā vidi. Tāpēc, elektronikas bāzē balstīti transformatoru, ko sauc par enerģijas elektronikas transformatoru, inteliģentu universālo transformatoru, solid-state transformatoru, gudro transformatoru, enerģijas maršrutētāju un citus, ir kļuvuši par jauno tēmu pēdējos 10 gados, īpaši kosmosa, dzelzceļa traksi, gudra tīkla un Enerģijas interneta lietojumos. Viņu pirmā izmantošana varētu būt speciālos lietojumos, kur izmaksas un efektivitāte ir sekundāras salīdzinājumā ar izmēru un svaru.

2.PET struktūra un specifikācijas.

    Vidējfrekvences izolētam DC/DC konverterim tiek pieņemta fiksētā maiņsprieguma frekvence un atvērtais kontroles ceļš. Tas tiek saukts par DC transformatoru un nodrošina neregulētu izvades spriegumu. Samazinot regulēšanas prasības un saīsinot ievedamā sprieguma diapazonu, DC transformators var sasniegt augstāku efektivitāti un lielāku jaudu, nekā standarta regulējamais transformators, pat ja tiek izbeigta filtra drossa izmantošana. Trīsfazie inversori sastāv no trim identiskiem modulāriem vienfaziem pilna mosta H4 inversoriem, kuriem ir laba iekšējā neatbilstošās slodzes korekcijas spēja, vai arī jāpievieno papildu kontroles metodes trīsfaziem inversoriem. AC izvades spriegums tiek regulēts ar divslāņu kontrolētājiem, kur ārējais slānis ir iestatīts, lai regulētu sprieguma RMS vērtību, bet iekšējais slānis regulē sprieguma momentāno vērtību. Papildus tam, bipolārā SPWM kontrolēšanas stratēģija palīdz atbalstīt reaktivās jaudas.

3.Galvenās stratēģijas PET lietošanai sprieguma kavējumu pārvarēšanai.

     PET darbībā ar tīkla sprieguma kavējumiem, novērojamība un kontrolējamība ir būtiska. Precīza un ātrā tīkla sprieguma frekvences un fāzes leņķa noteikšana ir būtiska, lai nodrošinātu pareizo atsauces signālu ģenerēšanu un spētu tikt galā ar tīkla kodeksiem, īpaši tiem, kas darbojas zemu tīkla deformācijām, piemēram, harmoniskajiem komponentiem, sprieguma pazemināšanai, frekvences mainīgumiem un fāzes skokiem [21]. Tīkla sprieguma dinamiskās izmaiņas jāņem vērā ātrās kontrolēšanas problēmām. Tāpēc, šajā sadaļā tiek pētītas un atsevišķi aprakstītas divas galvenās stratēģijas PET, tostarp fazu slēguma loku (PLL) dizainmetodes, kontrolēšanas principi un mazsignāla modelis trīsfaziem PWM rektifieriem. Tiek arī apspriesti stabilitātes jautājumi, kas saistīti ar tīkla savienojumu trīsfaziem PET.

4.Secinājums.

        Šajā rakstā tiek piedāvāts jauns PET sadalīšanas tīklam, ko sauc par elastīgu enerģijas sadalīšanas vienību. Trīsfazu inversoru DC/DC izolācija tiek realizēta, izmantojot vienu kompakto daudzvadu transformatoru, kas samazina sistēmas sarežģītību. Koncentrējoties uz PET tīkla kodeksu problēmām, piemēram, sprieguma kavējumu pārvarēšanu un harmonisko rezonanci, kas agrāk netika saskartas, šajā manuskriptā detalizēti tiek aprakstītas galvenās PLL dizainmetodes deformētā tīkla apstākļos, kontrolēšanas principi, mazsignāla modelis un trīsfazu PWM rektifiera ieejas impedanca. Tas palīdz saprast harmonisko rezonanci enerģijas elektronikas bāzē balstītos enerģijas sistēmās, izmantojot PET.

Avots: IEEE Xplore

Paziņojums: Ciena originālam, labiem rakstiem vērts koplietot, ja ir autortiesību pārkāpums, lūdzu, sazinieties, lai to dzēstu.