Control of Electronic Power Transformer with Star Configuration under Unbalanced Load Conditions

The electronic power transformer has many advantages, such as reactive power compensation, voltage regulation, harmonic suppression, and power factor correction. When a three-phase electronic power transformer with a star configuration is applied in the distribution network, three-phase load unbalance will cause three-phase DC voltage unbalance if the electronic power transformer controller generates improper asymmetric voltage signals, which may trigger over-voltage protection. The effects of three-phase load unbalance to the work condition of the electronic power transformer are analyzed, and a control algorithm is proposed to balance three-phase DC voltages in this article. Meanwhile, input stage control, isolation stage control, output stage control, and individual DC voltage balancing control are presented. Simulation and lab experimental results show that the electronic power transformer still works properly even under serious unbalanced load conditions.     

重负荷切换下电力电子变压器的稳定性研究

电力电子变压器（Electronic Power Transformer, PET）作为在电力系统中应用的新型变压器,其运行的稳定性对电力系统而言非常重要。然而,PET是由AC-DC,DC-DC等环节组成的多级电力电子装置,当PET的负载在重负荷下切换时,系统内各级之间的耦合使得PET在瞬态会存在不稳定的情况,导致直流侧电压出现波动。本文对PET在重负荷切换时的稳定性进行了初步研究,分析了PET直流侧电压在重负荷切换时的瞬态响应,并提出了应用于PET的一种前馈控制方法,使PET能够抑制由负荷切换所引起的不稳定情况,减小直流侧电压出现的波动。仿真结果表明,该前馈控制方法可以有效的抑制PET由负荷切换所引起的不稳定情况,减小直流侧电压出现的波动。     

基于负荷管理系统的变压器油温在线监测系统

为解决配电变压器经常由于油温过高而烧毁的问题,设计了一种基于负荷管理系统的油温在线监测系统。阐述了该系统的结构,研究了温度脉冲转换装置的设计工作原理,分析了主站软件的功能扩展及整个系统的功能特点。在云南省曲靖供电局的应用,验证了其有效性。     

配电网电力电子变压器仿真研究

电力电子变压器是一种多功能的新型智能变压器,其最大特点是体积小重量轻、能改善电能质量和具有灵活的输电方式,是建设绿色电网和数字电网的重要设备之一,目前正受到越来越多学者们的关注。首先简要阐述了电力电子变压器的发展以及研究的必要性;其次,介绍了AC/DC/AC型电力电子变压器的工作原理及其拓扑结构;然后,对电力电子变压器控制器进行了设计和仿真分析,仿真结果表明,所设计的电力电子变压器具有传统变压器所不具备的许多独特性能,且达到了较理想的效果;最后进行了总结并分析了今后电力电子变压器发展将要面临的挑战。     

级联式电力电子变压器的主动非均衡功率控制

电力电子变压器是交直流混合配电网的关键设备,为提高级联式电力电子变压器轻载运行效率,文中结合混合脉宽调制技术的非均衡特性,提出一种基于功率主动非均衡控制的效率优化策略。通过输入级级联H桥变换器在混合脉宽调制下的损耗分析以及隔离双向DC/DC变换器的损耗分析,建立了级联式电力电子变压器运行效率模型,据此分析各单元功率非均衡分配以提升整体运行效率的可行性。对混合脉宽调制下各单元功率稳定运行范围进行了推导,并提出适用于系统轻载效率优化的功率主动非均衡控制策略。最后,通过实验对所提控制策略与传统功率均衡控制进行了对比验证,结果表明所提功率非均衡控制可降低轻载条件下的系统损耗,提高电力电子变压器的整体效率。     

电子式互感器在电力系统数字仿真中的应用

通过利用DDRTS数字仿真系统,对电子式互感器动态实时仿真模型的研究,说明仿真模型能够准确地反映电子式互感器的特性,为使电子式电压、电流互感器更好应用于智能电网建设,提供了有力的依据。     

电力电子变压器的应用研究

介绍了电力电子变压器的工作原理及其主要拓扑结构,分析了电力电子变压器在分布式电源并网、配电网供电质量改善方面的应用技术,并研究了相应的控制策略。电力电子变压器和柔性交流输电技术相结合,可以实现很多新的功能,具有良好的应用前景。     

配电系统电子电力变压器的IGBT缓冲电路设计

针对配电系统电子电力变压器的特点,提出功率开关器件IGBT缓冲电路的设计方法,包括缓冲电路类型的选择及参数的计算方法.在此基础上,针对几种电路结构和参数进行仿真,比较了它们各自的特性,总结出最佳吸收方案.仿真表明,所设计的缓冲电路能够有效钳制IGBT关断时的电压变化率和过电压.     

消除变压器微机差动保护中不平衡电流方案研究

目前有些微机保护继电器受多种因素的制约,软件存在通用性方面不足的问题。针对用于某型号变压器的微机差动保护无法消除电流互感器二次回路中不平衡的问题,分析了变压器差动保护中产生不平衡电流的因素,根据电磁型和微机型差动保护继电器消除变压器差动保护不平衡电流的原理,提出了采用改变微机差动保护电流互感器二次回路的接线方式来解决这个问题的方案。     

面向中高压智能配电网的电力电子变压器研究

分析了电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的国内外研究现状,以及面向中高压电网的已有PET拓扑的特点。在此基础上,基于模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC),提出了面向中高压智能配电网PET的一种新型拓扑。与传统的PET电路拓扑相比,新型拓扑的优势在于其可以减少电力电子开关器件的数量;更重要的是,可以显著减少高频变压器的数量,具有更好的体积及重量优势。同时,分析了该拓扑PET的工作机制及不同电能转换环节的控制策略设计方法。10 kV/380 V配电网用PET样机上的仿真及试验结果表明了所提拓扑及其控制策略的可行性。     

一种新型混合式电力电子变压器仿真研究

本文中作者介绍了出了一种新型混合式电力电子变压器。分析了基于该拓扑的串并联变换器控制方法,并通过仿真验证了拓扑及控制方法的可行性。     

电子电力变压器的并联运行

讨论了电子电力变压器(EPT)的并联运行问题.总结了几种EPT并联运行的结构形式,指出EPT引入电力系统后,需要考虑它与常规变压器并联运行,以及多台EPT并联运行等情况.重点分析了多台EPT并联运行时的几种均流控制策略:主从控制、集中式电流/功率偏差控制、分散逻辑控制和基于调差原理的无联络线控制.并以多台EPT交直流母线混合并联系统为基础分析了并联EPT的输入级控制策略.在MATLAB时域仿真环境下对两台EPT并联运行采用主从控制的控制方案,进行了仿真研究,结果表明主从控制下并联电子电力变压器的均流效果良好,且可以互为备用.     

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。     

基于电力电子变压器的低压微电网负荷灵敏度在线辨识

负荷灵敏度在线辨识是一种新的负荷建模方法,在对含有电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的低压微电网负荷灵敏度在线辨识方法及应用进行深入研究的基础上,首先建立了AC/DC/AC型PET的数学模型,并给出了PET实现负荷灵敏度在线辨识的基本方法,分析了分布式电源的接入对辨识结果的影响;在此基础上,提出了一种基于PET电压/频率协调控制的微电网柔性负荷控制策略。仿真结果表明,在线辨识方法可以实时获得负荷模型参数,依据所获负荷模型,PET通过跟踪系统柔性减载指令,实现系统柔性控制与管理,为电网柔性负荷控制提供技术支持。     

电子电力变压器与常规电力变压器的并联技术

在分析电子电力变压器（EPT）与常规电力变压器并联原理的基础上,提出将常规电力变压器的副方电压作为EPT输出电压的参考电压,以减少EPT与常规电力变压器并联时所产生的环流。在传统比例积分（PI）控制基础上提出了一种参考电压前馈的瞬时电压电流双闭环反馈的并联控制策略,并详细分析了其控制性能。理论分析表明,与常规PI控制策略相比,所提出的控制策略的稳态精度高、动态响应快捷。以单台EPT与单台常规电力变压器构成的并联系统为例,在MATLAB时域环境下进行了仿真研究,同时在基于数字信号处理器TMS320F2812所构建的试验系统中进行了试验验证。仿真和试验结果表明,所提出的常规控制策略获得了良好的均流调制特性,具有良好的动态响应特性,可实现不同容量EPT与常规电力变压器并联运行时的负荷合理分配。     

主动配电网不平衡潮流算法综述

在智能电网时代,传统配电网逐步转变为主动配电网。高间歇性的分布式电源的持续大量并网,在节约能源与保护环境的同时,也对未来配电网规划及优化调度提出了新的要求与挑战。新形势新要求下,当今配电网亟需兼顾高效性与鲁棒性的不平衡潮流算法。文章总结了主动配电网中常见元件模型,梳理了近年国内外提出的不平衡主动配电网潮流算法,并对各潮流算法进行总结与评价。文章旨在为各主动配电网研究提供合理不平衡潮流算法选择,为完善不平衡主动配电网潮流算法提供思路,并为未来主动配电网潮流算法的发展与应用提出了展望。     

自平衡电子电力变压器

提出一种基于级联多电平结构，具有自平衡能力的电子电力变压器(A-EPT)，其高压侧采用单相全桥级联技术，低压侧采用交错并联技术，并根据其结构特点提出一种简单有效的控制方案。在该控制方案中，通过采用载波移相技术提高了等效开关频率和输入性能；通过引入相移补偿信号，避免了级联模块间的直流电压不平衡问题。对所提出的A-EPT进行建模和仿真，并与常规变压器的运行状况进行对比分析。仿真结果表明：A-EPT能够很好地实现当变压器任何一侧系统出现电压或电流不平衡时，另一侧系统仍然能够自动保持本侧系统的电压或电流平衡，并且调节过程短，比常规变压器具有更好的性能。     

配电变压器防盗系统研发和应用

介绍了监控系统从变压器数据采集到数据传输的过程,监控系统将采集的数据通过GSM发送到监控中心,监控中心根据系统设定将信息转发给管理人员,同时进行现场报警,实现了对配电变压器的实时监测和预警。且有利于配电系统的防盗。     

适用于PET的负载电流前馈控制策略

电力电子变压器(power electronic transformer,PET)由级联H桥(cascaded H-bridge,CHB)和双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器级联组成,当发生负载突变时,PET的高、低压直流母线电压存在较大波动,无法迅速达到平衡。为了解决此问题,提出一种适用于级联系统的负载电流前馈控制策略。该策略由DAB级和CHB级的负载电流前馈2部分组成。前者是通过低压侧负载电流计算得到DAB级的补偿移相角,后者则考虑级联系统的输入输出功率守恒,将负载电流直接前馈到CHB级。同时,考虑到CHB级电流内环的延迟,CHB整流级采用一阶微分与功率均衡相结合的电流前馈控制策略。所提控制策略只需要采样低压直流母线负载电流,极大程度地节约了系统成本,且操作简单,易于实现。仿真和Starsim实验验证了所提控制方法的正确性和有效性。     

应用于交直流配电网的电力电子变压器

针对交直流配电网的需求,提出了一种可应用于交直流配电网的电力电子变压器(power electronic transformer,PET)拓扑。与传统PET相比,该拓扑的优势在于为直流电源及直流负荷提供了接口,具备直流故障穿越能力,能够显著减少网络中换流器的数量,提高供电可靠性。同时,分析了新型PET在典型交直流配电网中的运行模式,并在此基础上,对PET各级的控制及调制策略进行了设计。最后,通过仿真验证了该拓扑及控制策略的合理性,突出了PET在交直流配电网中的能量调控作用。