電力電子變壓器建模方法及控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的不斷發(fā)展，對電網(wǎng)穩(wěn)定、安全與經(jīng)濟(jì)運行的要求越來越高。傳統(tǒng)變壓器的體積較大，空載損耗較高，功能單一，且投入電網(wǎng)時會造成較大的勵磁涌流。電力電子變壓器作為智能電網(wǎng)的重要支撐裝備，具有較好的發(fā)展前景。它由電力電子變換拓?fù)浜蛯崿F(xiàn)磁耦合的高頻變壓器本體所組成，實現(xiàn)智能電力系統(tǒng)中的電壓變換和能量傳遞，其突出特點在于：可實現(xiàn)對變壓器原、副邊電壓幅值與相位的靈活控制，滿足未來電力系統(tǒng)的發(fā)展新要求，獲得更高的系統(tǒng)穩(wěn)定性，并可整合各種交

2、直流分布式發(fā)電，以及實現(xiàn)電力市場下對功率潮流的實時控制。
　　 本文首先分析了電力電子變壓器的基本原理以及幾種典型的物理拓?fù)鋵崿F(xiàn)方案，建立了電力電子變壓器的等效數(shù)學(xué)模型。針對不同負(fù)載情況，通過仿真研究了電力電子變壓器的動態(tài)運行特性，結(jié)果表明：(1)在感性負(fù)載下，基于雙閉環(huán)控制三相PWM整流電路的電力電子變壓器，可實現(xiàn)單位功率因數(shù)，具有網(wǎng)側(cè)電流正弦化和靈活可控等優(yōu)點；(2)在容性負(fù)載下，采用原邊PWM整流電路雙閉環(huán)控制的電力電子變

3、壓器，其電網(wǎng)側(cè)的電壓與電流基本同相位，功率因數(shù)近似為1。
　　 多臺電力電子變壓器并聯(lián)運行，可提供更高的供電可靠性和更靈活的供電方式，并減小備用容量。進(jìn)一步分析了電力電子變壓器并聯(lián)運行的基本原理，包括電力電子變壓器和常規(guī)變壓器的并聯(lián)運行以及電力電子變壓器之間的并聯(lián)運行，并探討了主機控制和從機控制等不同的控制策略。采用主機控制時，可維持直流電壓穩(wěn)定并對輸入的電流波形進(jìn)行控制，使得主機對一次系統(tǒng)而言等價于一個線性負(fù)載；采用從機控制時

4、，使得從機對一次系統(tǒng)而言等價于一個線性負(fù)載，對二次側(cè)角度而言等價于可控電流源。
　　 就電力電子變壓器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、抑制負(fù)荷端電壓崩潰、控制配電網(wǎng)潮流、抑制故障電流以及改善電能質(zhì)量等，本文開展了仿真研究。仿真結(jié)果表明，當(dāng)配電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動時，電力電子變壓器可控制負(fù)載的功率因數(shù)近似為1；針對輸電系統(tǒng)，采用電力電子變壓器常規(guī)變壓器，可提高系統(tǒng)對大小擾動的阻尼，快速消除系統(tǒng)故障造成的影響，并有效維持系統(tǒng)的穩(wěn)定