電力電子變壓器在電網故障中的控制策略

1、電力電子變壓器在電網故障中的控制策暁摘 要：隨著經濟的穩(wěn)步發(fā)展，電力供應缺口與人們對電力的需求增 長之間的矛盾越來越明顯。減弱和消除電力電子變壓器在電網故障。如何 保證供給用戶可靠和合乎標準的電能，確保用戶電氣設備的安全經濟運行 已成為急需解決的課題，文章重點就電力電子變壓器在電網故障中的控制 進行了分析和探討。關鍵詞：電力電子變壓器；電網故障；電氣設備目前，太陽能、風力及小水電等分布式發(fā)電系統(tǒng)占整個能源結構的比 重近年逐步上升，有望成為今后的主要能源來源。分布式電源交直流兼有, 容量小，分布廣，且英電壓或頻率波動性較大，如何有效可靠地將它們融 入電力系統(tǒng)也是今后需要解決的問題之一。而電力電子

2、變壓器交直流壞節(jié) 兼有，故可靈活地將各種分布式電源接入電力系統(tǒng)。本文在分析了 pet基 本原理和實現方案的基礎上，為了簡化控制算法，提出了簡化的pet穩(wěn)態(tài) 分析物理模型。鑒于傳統(tǒng)pi控制的一些缺點舊，在其中加入復數積分和 微分環(huán)節(jié)之后，提出了比例一復數積分一微分控制策略，并將英應用于pet 控制屮，使pet輸出電壓在波形質量和動態(tài)響應速度方面冇了一左地提高。 針對目前pet在短路故障條件下的應用文獻比較少，將設計的pet應用于 配電系統(tǒng)，針對電力系統(tǒng)中發(fā)生次數最多的單相接地短路，在 mallab/simulink環(huán)境中進行了仿真研究。結果表明，所設計pet在發(fā)生單相接地短路故障的情況下，二次側

3、輸出電壓仍控制在理想的范i韋i內，保 證良好的供電質量，對負載不間斷地供電。1、pet基本結構根據電壓變換過程屮冇無直流壞節(jié)，pet有2種基本拓撲結構，第1 種為交一交一交變換，第2種為交-直-交-直-交變換。前者變換過程中無 直流環(huán)節(jié)，使用的功率電子器件比較少，可控性不高，在一些對二次側輸 出電壓要求較高的場合，一般不適用。而后者在變換過程中存在直流環(huán)節(jié), 使用的功率器件較多，可控性高，并且控制策略完善，應用范闈廣。pet 基本工作原理為：三相工頻交流母線高壓經過pwm整流變成直流，再經過 高頻逆變電路將直流電壓變成高頻方波，接著經過高頻變壓器變壓，高頻 方波電壓再經過高頻整流電路變成直流電

4、壓，最后直流電壓經過三相脈沖 寬度調制pwm逆變成三相工頻低壓輸出，經三相l(xiāng)c無源濾波器濾波后給 三相負載供電。由于電力電壓器的體積和重量均與其工作電壓的頻率成反 比，所以高頻變壓器的使用能極大地減小傳統(tǒng)電力變壓器的體積和重量。 單相高頻逆變電路產生高頻方波，以降低pet的體積，為簡化控制算法， 本文對這一級逆變電路和pet副邊的單相高頻整流電路均采用不控方式處 理，同時考慮中間高頻變壓器的作用，將拓撲結構簡化為穩(wěn)態(tài)物理模型。2、輸出逆變側控制策略由于占電網接地故障的百分比最高的單相接地故障屬于不對稱故障， 而傳統(tǒng)的雙閉環(huán)控制策略在電網不對稱情況下，輸出直流電壓出現倍頻分 量，從而不能得到一個穩(wěn)定直流輸出電壓，而如果在逆變側仍然使用傳統(tǒng) 的雙閉環(huán)控制器，將不能得到理想的三相交流逆變電壓，所以對pet二次 側的逆變器控制算法進行改進，使逆變器具有較好的穩(wěn)態(tài)輸出特性和較快 的動態(tài)響應。3、結束語本文通過分析pet的拓撲結構，針對電網屮發(fā)生頻率比較高的單相接 地短路故障，指出整流側采用傳統(tǒng)的電壓、電流雙環(huán)控制方案時，直流輸 出電壓將發(fā)生較大的波動，因此在逆變側不宜再采用傳統(tǒng)的pi控制器。 本文采用pcid控制器，設計了穩(wěn)態(tài)輸出效果良好的pet,并將其應用于配 電網中，對敏感負載進行供電。仿真結果表明，所設計的pet在配電網母 線發(fā)生單相接地故障時，仍能保持輸出