应用于智能配电网的带储能系统的电力电子变压器研究

介绍了PET的基本原理及其特点,为了提高配电系统运行可靠性,提出了带储能系统PET的方案,对带储能系统的PET系统结构及其控制策略进行了分析,并通过仿真试验对带储能系统的PET进行了仿真研究,试验结果表明,当PET的输入电压发生中断或跌落时,与PET各相低压直流母线相连接的储能系统能够对后级负载正常工作起到良好的电能支撑作用,验证了带储能系统PET方案的有效性。     

电力电子变压器的理论及其应用(Ⅱ)

阐述了电力电子变压器 ( PET)在电力系统的应用前景、特点和方式 ,分析了 PET的解耦控制方法及 PET和发电机励磁的最优协调控制方法仿真结果表明 ,PET在暂态过程中控制性能良好 ,可有效提高电力系统的稳定性     

单相电力电子变压器中串联谐振型双有源桥电流特性分析

三级式电力电子变压器(PET)因其良好的控制特性,受到了广泛关注和应用。三级式PET由输入级、隔离级和输出级构成,各级之间通过储能电容相连。由于功率半导体器件的耐压水平有限,一般此类PET由多个功率模块级联构成。各功率模块的中间环节通常采用串联谐振型双有源桥(DAB)变换器来实现不同直流电压等级之间的电能变换与电气隔离。本文在考虑PET交流输入侧、直流输出侧瞬时功率分布规律的基础上,建立了单相PET功率模块的动态等效电路模型,推导了其中串联谐振型DAB的电流时域解析表达式及其简化模型。通过所搭建的Matlab/Simulink仿真模型和电力电子变压器功率模块测试平台验证了该模型的正确性。     

基于三端口电力电子变压器的交直流混合微网分层多目标优化

三端口电力电子变压器(PET)具有交流、直流接口,便于主网、交流微网、直流微网协调优化。根据PET结构,将三端口PET并网的交直流混合微网分为微网层、混合层和并网点层,以并网点层功率波动最小、混合层新能源最大程度消纳、微网层新能源和负载功率变化率最小为目标建立分层多目标优化模型。基于PET端口容量、传输效率限制,改进了微网、PET并网点供蓄能力指标,减少了优化约束条件。在此基础上,实现了加权的多目标求解,提高了求解效率。算例验证了分层多目标优化和供蓄指标的有效性。     

混合储能在电力电子变压器中的应用

针对电力电子变压器PET无法有效应对电网电压中断和电压跌落的不足,将蓄电池超级电容混合储能系统HESS应用到PET中。储能系统通过双向直流变换器与PET直流侧连接,在电网电压发生中断或跌落时,维持PET低压直流侧电压稳定并向负载提供功率。分析了储能系统的工作模式并设计了直流变换器的控制策略,通过超级电容优化了蓄电池充放电过程。结果表明,应用了混合储能系统的PET具备电压和功率补偿的功能,能够消除电网电压中断和电压跌落对负载的影响,保证用电设备的安全、稳定运行。     

基于模块化多电平换流器的多端口谐振型电力电子变压器

适用于直流配电网的电力电子变压器(PET)需要中压直流端口,而现有基于模块化多电平换流器(MMC)结构的PET拓扑可同时提供中压交流、中压直流、低压直流和低压交流端口,但这类PET需要四级电能变换,使得电路结构复杂,体积和重量较大。文中提出了一种适用于直流配电网的多端口MMC谐振型PET拓扑。该拓扑采用混频调制策略,同时在MMC桥臂支路中并联一组LC谐振支路、中频变压器和全桥电路实现中压直流和低压直流端口的功率解耦输出。该PET拓扑仅使用三级电能变换即可提供所需的多端口特性,具有电路结构简单、体积重量较小等优势。针对该PET拓扑,提供了等效电路分析、控制策略和参数设计方法。最后,通过仿真和实验结果验证了该PET拓扑的可行性。     

一种减小三相级联型PET各中间直流侧电容的方法

三相级联型电力电子变压器(PET)因其模块化和可扩展性而得到广泛应用,但其中间直流侧中限制功率波动的大电容会降低其功率密度。为解决这一问题,提出一种基于DC-DC谐振变换器的三相级联型PET正弦功率传输概念,以减小中间直流侧电容,将交流侧2倍频率的功率波动传递到公共直流侧,并保证了恒定的直流电源。当谐振变换器工作在近似谐振模式下时,可以简单有效地实现正弦功率传输概念,并简化PET控制结构实现单级控制。虽然PET的正弦传输只有较小的功率因数调节能力,但是它可以有效地减小单向功率传输的PET的电容和制造成本。研制并测试一台样机,实验结果验证了对于基于DC-DC谐振变换器的三相级联型PET正弦功率传输的可行性。     

基于阻抗特性的级联H桥型PET并网稳定性分析

电力电子变压器(powerelectronictransformer,PET)是一种由电力电子变换器与高频变压器构成的电能变换设备,在交直流混合配电网中有着良好的应用前景。以三相级联H桥型PET拓扑为研究对象,分别将高压与低压侧直流母线电压作为控制器的反馈调节信号,分析PET在不同电压闭环控制策略下系统的动态响应及稳定性差异问题。首先利用状态空间平均值法建立级联H桥型PET小信号统一数学模型,基于节点电压稳定性建立的Nyquist判据,评估PET接入电网系统稳定性。在此基础上,分析不同控制器参数及有功功率静态工作点对系统稳定性的影响,并判定稳定性边界条件,进而对系统参数设计及闭环控制策略的选取提供理论研究基础。最后通过仿真与实验结果验证了所分析的阻抗模型与系统稳定性边界条件的正确性。     

电力电子变压器研究综述

电力电子变压器(PET)除了具备传统变压器的功能之外,还具有潮流控制、电能质量调节和维持系统稳定等优点,符合近年来智能电网的发展需求,受到了极大关注。就目前PET的几个主要关键技术发展进行了综述,首先介绍了对PET研究的必要性及其工作原理,其次对现阶段国内外提出的PET拓扑结构作了仔细分析,再次,通过对其典型控制策略进行了总结,得出其控制的实质,由此建立其数学模型及相应的控制方法,然后分析了PET功能拓展的几种方案和其应用领域,最后总结了国内外对PET总体的发展概况,并对其今后发展方向进行了展望。本文旨在对电力电子变压器的研究进行阶段性总结,希望对其领域的研究提供参考价值。     

含电力电子变压器的配电网潮流交替迭代算法

由于能源互联网中能量流执行体——电力电子变压器(PET)的电力电子特性与含PET的配电网结构特点,使得传统的潮流计算方法不再适用于含PET的配电网。本文提出一种含PET的配电网潮流交替迭代算法。首先详细分析了PET的潮流调控原理与控制方式,进一步分析了含PET的配电网潮流计算特点,依据各部分网络的辐射式结构、有/无源特性及PET的变量计算方法等特点,针对不同控制方式下的PET,分别建立了其潮流计算模型,并采用前推回代交流潮流计算中嵌套PET部分潮流计算的方式,计算配电网络潮流的整体分布。算例结果验证了所提算法的正确性与有效性,所提算法更深入地分析了含PET的配电网潮流计算特点,提出了PET在不同控制方式下的潮流计算模型,克服了当前算法无法计算PET内部潮流的缺点,更详细直观地阐述了PET的控制方式与潮流调控能力,具有较好的应用前景。