配电系统电力电子变压器拓扑结构综述

电力电子变压器(PET)是一种结合电力电子变换器和高频变压器而构成的电能传输设备,在坚强智能电网的建设中有着巨大的应用价值。本文对国内外研究的配电系统电力电子变压器热点拓扑结构做了分类,并针对各种实现方案进行了分析和对比。指出电力电子变压器在减小自身体积和重量、电能质量调节等方面具有传统变压器不可比拟的优势。尤其是具有直流环节的三级型结构,其良好的控制性能使电力电子变压器可实现更多的功能,也为分布式发电系统更好地融入智能电网提供了通道,是电力电子变压器未来的发展方向。最后就电力电子变压器的实际应用提出了需要重点研究的几个关键问题。     

三相变压器带不对称负载运行的研究

以精确的等效电路为基础,对Ｙｙｎ０联结的三相变压器带不对称负载稳态运行进行了研究,并根据对称分量法和叠加定理,推导了有关的矩阵方程式,给出了计算一、二次电压与电流的公式。     

按负载率分挡设计中小型电力变压器

介绍和分析了Ｓ９系列变压器运行实验数据,提出了按负载率分挡设计中小型电力变压器的建议。     

几种模块化多输出电力电子变压器拓扑的不平衡负载补偿能力比较

电力电子变压器除了能实现传统变压器的变压/隔离功能之外,还需要根据用户需求提供一些额外功能,其中之一是多输出功能,即给多个独立的交/直流负载供电。因为负载不平衡工况会对电力电子变压器的运行提出挑战,因此当设计一台具有多输出功能的电力电子变压器时,需要确定合适的拓扑与控制策略。本文对三种电力电子变压器拓扑的补偿不平衡负载的能力进行了比较,包括:独立相连接拓扑,交叉相连接拓扑与自平衡拓扑。独立相连接拓扑通过在输入级中注入零序分量来实现不平衡负载的补偿;交叉相连接拓扑通过输入级调制度以及无功分量注入实现不平衡负载的补偿;自平衡拓扑通过拓扑自身的连接方法以及多端口高频变压器实现不平衡负载的补偿,拓扑较为复杂。本文分析了上述三种电力电子变压器拓扑的原理以及控制策略,并在SIMULINK中验证了这几种拓扑补偿不平衡负载的功能。     

配电系统电力电子变压器的研究

供电可靠性及电能质量一直是用户和供电部门密切关注的问题。在电网中,变压器是电能转换的最基本的元件,但常规变压器难以对供电可靠性的提高和电能质量的改善作出贡献。本文介绍了一种全新的产品一电力电子变压器,它具有提高供电可靠性、改善电能质量并且体积小、重量轻、环保效果好等一系列优点,可以较好地解决这些问题。在对电力电子变压器现有方案进行分析的基础上,本文提出了一种新的实现方案,计算机仿真结果表明：变压器原方可以实现输入电流波形为正弦称功率因数接近于1,变压器副方可以获得良好的输出电压、电流。     

配电变压器负载不平衡运行的危害

0引言低压电网中,配电变压器以三相四线制向用户供电,是三相动力(380V)与单相负载(220V)混合供电网络。在运行中,由于     

基于电子电力变压器的电能质量调节方法

针对电子电力变压器的典型实现结构,分析了其工作原理,并针对应用于配电系统的电子电力变压器,提出了相应的控制策略并进行了仿真研究。结果表明,提出的控制策略在保证电子电力变压器在实现传统电力变压器变压、隔离和传递能量等基础上,对防止原方电网出现的电压跌落、上升、闪变、谐波和三相不平衡等对负荷侧电压的影响具有显著效果,同时,对于阻止负荷侧的冲击注入原方电网也很有效,实现了电能质量调节。     

提高Yyn0配电变压器带不平衡负载能力的分析和计算

通过在变压器低压侧并联Z形联结变压器,解决Yyn0配电变压器带不平衡负载时的中性点漂移问题,并通过PSIM仿真软件进行了验证。     

电力电子变压器在输电系统中的控制策略研究

电力电子变压器(PET—PowerElectronicTransformer)是一种新型的电能转换设备,它通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递。研究了PET在电力系统中的控制问题,提出了在单机无穷大系统中与发电机相连的PET的控制策略,并在MATLAB环境中进行了时域仿真研究。仿真结果表明,在系统中出现扰动的条件下,PET能有效的提高系统阻尼,改善系统电压特性,提高了电力系统的稳定性。     

智能电网中的电子电力变压器:改善电力系统可控性

现代电力系统正面临新的挑战,如提高可再生能源发电渗透率、增加用户参与需求侧响应、应对非线性负荷与敏感性负荷快速增长等.智能电网是解决或缓解这些问题的潜在途径.电网的智能化很大程度上依赖于电网的可控性,因此,提高可控性是实现更智能化电网的关键之一.本文较系统地阐述了利用电子电力变压器(EPT)提升电网可控性问题,详细分析了EPT的应用场景及典型案例.仿真结果验证了EPT在提升电力系统可控性方面的性能.     

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。     

电子电力变压器原理和仿真研究

电子电力变压器EPT(Electronic Power Transformer)是采用电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递的一种新型变压器。阐述了EW的基本理论,并对一种新的EPT实现方案进行了稳态特性仿真,以及4种情况下的动态特性仿真。结果表明,EPT可以保证原副方良好的电压、电流波形,具备良好的控制特性,并且具有电能质量调节器的功能,可以作为一种新型的电能质量调节装置。     

含电力电子变压器的配电网单相接地故障集成化消弧方法

在电力电子变压器输入级变流器直流侧电容中点设置接地支路,配合αβ0坐标系下的多变量解耦控制,提出一种配电网单相接地故障集成化消弧方法,该方法具备基于0轴电压调控的配电网对地参数不对称补偿、单相接地故障选相、自适应消弧功能和基于α、β轴电压调控的源端功率平衡功能.配电网正常运行时,实时监测配电网对地参数不对称引起的中性点...     

Electronic power transformer with supercapacitors storage energy system

An electronic power transformer (EPT) with supercapacitors storage energy system is proposed in this paper. The proposed system consists of an EPT, a supercapacitor bank and a bidirectional dc–dc converter. The supercapacitor bank is connected to the dc link in EPT through the dc–dc converter. The advantage of the proposed system over the EPT is to provide added ability to ride voltage momentary interruptions, as well as the voltage sags and voltage swells. Furthermore, the main circuit parameters design and controller design of proposed system are presented in detail. The performance of proposed system is analyzed using simulations based on MATLAB/SIMULINK, and the proposed system is also implemented in laboratory based on DSP TMS320F2812. Simulation and experimental results have verified the ability of the proposed system and the validity of the design.     

基于MMC的电力电子变压器保护系统研究*

介绍了基于MMC的电力电子变压器主电路拓扑及运行原理;对其可能出现的故障类型配置了相应的故障量测点以及保护方法;对MMC型电力电子变压器中存在的特殊故障及保护问题进行了详细分析,包括交流输入侧接地电阻的选择对交流侧接地故障和直流侧单极接地故障的影响,直流双极短路故障发生后采用具有直流故障电流抑制能力的箝位双子模块替换半桥子模块之后产生的过电压问题,以及电力电子变压器隔离级串联电容迅速放电产生冲击过电流问题;针对以上问题提出了相应的保护应对策略,并通过PSCAD仿真证明了所提策略的正确性和有效性。     

基于MMC的配电网电力电子变压器故障特性分析

介绍了配电网电力电子变压器输入级、隔离级和输出级通常采用的拓扑结构;选取了半桥子模块型模块化多电平换流器、双有源桥和三相逆变器作为研究对象,基于PSCAD仿真平台,搭建了10k V配电网电力电子变压器仿真模型;对电力电子变压器中可能出现的故障类型,包括交流输入侧故障、中压直流侧故障、低压直流侧故障以及功率开关元件故障等进行了理论分析与仿真验证;对各类故障下电力电子变压器的过电压、过电流水平进行了分类统计,指出了对配电网电力电子变压器影响较大的故障类型。     

Rigorous analyses of a power distribution system with distribution transformer banks serving unbalanced loads and wind turbine generator systems

Three‐phase power distribution transformer banks (DTrBs) are widely applied to serve single‐phase lighting loads and three‐phase power loads in a medium‐voltage three‐phase four‐wire (3Φ4W) power distribution systems simultaneously. Furthermore, the growing small‐scale wind turbine generator (WTG) systems are directly connected to the secondary side of DTrBs. It has been found that the system imbalance of a power distribution system might be significantly enlarged when WTGs are operated in parallel. Because of the determination the system imbalances of these systems are extremely complicated. In this paper, we introduce an effective method to develop the mathematical models of asymmetrical DTrBs, rigorously. These models can be easily applied in an unbalanced 3Φ4W power distribution system for more detailed analyses. In addition, such a kind of unbalanced system will be solved with an aid of the computer program, Matlab^®/Simulink^®, to analyze the effects of system imbalances when an asymmetrical DTrB serves the single‐ and three‐phase loads and the WTG system in parallel operation simultaneously. The simulation results and conclusion are of value to power distribution engineers for better planning, operating, and promoting their distribution system. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.