基于能量回馈的电力电子变压器软启动策略

电力电子变压器(PET)中存在大量初始能量为0的电容器,若直接启动PET通过常规闭环控制给这些电容充电以建立直流电压,则将导致PET内部各个变换器的电流过流,可能会导致器件的损坏。为解决此问题,提出了一种基于能量回馈的PET软启动策略。基于PET各部分变换器的电流和功率模型,该策略能够在软启动全过程中实时计算和控制峰值电流,达到了限制启动冲击电流的目的。该策略始终令双有源桥(DAB)变换器工作于峰值电流控制模式下,在保证安全的前提下最大化利用DAB变换器的功率传输能力以加快软启动速度。该策略将低压直流母线电容适度过充,并适时将其中部分能量回馈到高压侧,使得在级联H桥变换器即将进入闭环控制前其高压直流母线电压就已达到参考值,从而彻底消除交流侧的冲击电流。所提策略避免了复杂的参数设计过程,完全依靠理论模型而不是经验来指导软启动全过程的设计。仿真与实验结果验证了所提策略的正确性和有效性。     

电力电子变压器的内部能量流动协调控制策略

在电力电子变压器(PET)中,当级联H桥(CHB)和双有源桥(DAB)变换器的动态响应特性差异较大时,高、低压直流母线电压容易出现大幅波动。为解决此问题,文中提出了一种基于PET内部能量流动的协调控制策略。该策略由基于直流母线能量总和调节的CHB控制和基于直流母线能量协调的DAB模型预测控制这2个部分组成,能够将PET直流母线储能总量的波动定量地分配给高、低压直流母线共同承担,以使所有直流母线能量的相对偏差的平方和达到最小。该策略简化了PET闭环控制系统和控制参数设计的复杂性,能够提升直流电压的动态响应性能,并且通过补偿控制的方法有效抑制了DAB中的二次功率传输。理论分析表明,所提控制策略对于电路参数的不一致有较强的鲁棒性。仿真结果验证了所提控制方法的正确性和有效性。     

基于延时补偿的新能源惯性时间常数评估方法

新能源惯量响应正逐步成为并网规程的新要求及辅助服务市场的新产品,其惯量响应性能的测试与惯性时间常数的评估,有助于满足相应并网规程要求和清算辅助服务产品经济效益,但惯量响应性能测试标准中未涉及惯性时间常数的评估方法。为此,文中提出了一种基于延时补偿的新能源惯性时间常数评估方法。首先,基于电网模拟器生成系统可能存在的频率变化率和频率偏移量,依据惯量关键评价指标合理选取全动态过程分析的时间节点,以提高分析精度;然后,对惯量响应过程中的有功功率-频率延迟环节进行计算和补偿,以消除延迟造成的评估误差;最后,设计了一种依据差分化同步机摇摆方程的惯量连续评估算法,实现对新能源惯量的准确评估。在RTLAB半实物平台搭建了新能源惯量评估实验环境,验证了所提算法在不同延时场景下评估结果的准确性。