Електротехнічний перетворювач з адаптивною PLL-технікою для проходження через збурення напруги

      У цій статті пропонується новий PET для розподільної мережі, відомий як гнучка розподільна одиниця, і розкривається механізм обміну енергією між мережею та навантаженням. Розроблено та продемонстровано прототип середньочастотного ізольованого пристрою з потужністю 30 кВт, напругою 600 ВАС/220 ВАС/110 ВDC. Також у статті представлені ключові стратегії керування PET для застосувань у розподільній електричній мережі, особливо при перебоях у напрузі мережі. Крім того, обговорюються та перевіряються питання стабільності, пов'язані з трьохфазним PET, підключеним до мережі, з використанням аналізу на основі імпедансу. Прототип PET було протестовано, і він пройшов функцію проходження через перебої напруги. 

1.Вступ.

     Розподільний трансформатор є найважливішим та найпоширенішим обладнанням у розподільній електричній мережі, яке відповідає за перетворення напруги та ізоляцію напруги. Традиційний розподільний трансформатор дуже надійний, але він великий та неудобний. Гармоніки між первинною та вторинною сторонами не можуть бути ізольовані, і потрібне додаткове обладнання для моніторингу та захисту від можливих аварійних ситуацій. Сьогодні ці недоліки є реальними проблемами в академічному та промисловому середовищі. Тому електронні трансформатори, засновані на силовій електроніці, такі як IEE-Business, інтелектуальні універсальні трансформатори, твердотільні трансформатори, розумні трансформатори, маршрутизатори енергії та інші, поступово стали актуальною темою за останні 10 років, особливо для аерокосмічних, жалезнодорожних, розумних мереж та застосувань Енергетичного Інтернету. Їх перше використання може бути в спеціальних застосуваннях, де вартість та ефективність є вторинними відносно розміру та ваги.

2.Структура та характеристики PET.

    Для багатозвітного середньочастотного ізольованого DC/DC конвертера використовується метод відкритого циклу з фіксованою частотою комутації. Цей пристрій називається DC-трансформатором і забезпечує невидережену вихідну напругу. Зменшення вимог до регулювання та скорочення діапазону входової напруги дозволяє DC-трансформатору досягати вищої ефективності та більшої потужності, ніж стандартний регульований трансформатор, навіть якщо фільтр-душа вилучено. Трьохфазні інвертори складаються з трьох однакових модульних однофазних повністю містківих H4 інверторів, які мають відмінну внутрішню корекцію нерівномірного навантаження, або інші додаткові методи керування повинні бути додані до трьохфазного інвертора. АК напруга регулюється з подвійними контролерами, де зовнішній контур налаштований для регулювання RMS значення напруги, тоді як внутрішній контур регулює моментальне значення напруги. Крім того, біполярна стратегія SPWM допомагає підтримувати реактивну потужність.

3.Ключові стратегії для PET для проходження через перебої напруги.

     Для PET, що працює з перебоями напруги в мережі, спостережність та керованість є важливими. Точне та швидке виявлення частоти та фазового кута напруги мережі є важливим для правильного генерування сигналів-референцій та відповідності нормативам, особливо для тих, що працюють при типових дисторсіях, таких як гармоніки, просідання напруги, коливання частоти та стрибки фази. Динамічні зміни напруги мережі повинні враховуватися для швидкого керування. Тому у цьому розділі окремо розглядаються дві ключові стратегії для PET, включаючи методи проектування PLL, принципи керування та малосигнальну модель трьохфазного PWM-прямокутника. Обговорюються також питання стабільності, пов'язані з трьохфазним PET, підключеним до мережі.

4.Висновок.

        У цій статті пропонується новий PET для розподільної мережі, відомий як гнучка розподільна одиниця. DC/DC ізоляція для трьохфазних інверторів реалізована через компактний багатозвітний трансформатор, що зменшує складність системи. Зосереджуючись на питаннях нормативів PET, таких як проходження через перебої напруги та гармонічний резонанс, які раніше не зустрічалися, ця стаття детально представляє ключові методи проектування PLL у дистортованих умовах мережі, принципи керування, малосигнальну модель та вхідну провідність трьохфазного PWM-прямокутника. Це допомагає розуміти гармонічний резонанс у системах, заснованих на силовій електроніці, з використанням PET.

Джерело: IEEE Xplore

Заява: Поважайте оригінал, хороші статті варто поширювати, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.