級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器控制策略研究

崔 蒙

（江蘇省電力公司檢修分公司，211102）

級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器控制策略研究

崔 蒙

（江蘇省電力公司檢修分公司，211102）

電力電子變壓器是一種新型的電能轉(zhuǎn)換工具，它可以利用電力電子轉(zhuǎn)變技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)變壓器的功能?；诖耍疚膶?duì)級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究，并根據(jù)其自身特點(diǎn)制定對(duì)應(yīng)的控制策略。

電力電子變壓器；控制策略

0　前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們生活質(zhì)量逐漸提高，對(duì)于電力質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。但是實(shí)際電力使用過(guò)程中一些諧波、閃變、電壓跌落等都會(huì)為電力質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重的話會(huì)對(duì)使用用戶造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。變壓器是輸電變電中重要組成部分，其使用性能會(huì)直接影響電力的質(zhì)量，在傳統(tǒng)的變壓器使用過(guò)程中多數(shù)采用鐵芯式和油浸式，不但體積較大而且污染自然生態(tài)環(huán)境。隨著GTO、IGBT等大型電力電子器件的出現(xiàn)，電力電子技術(shù)在人們生活中得到了廣泛應(yīng)用，一種全新的電子電力變壓器也逐漸的出現(xiàn)在人們的視野中。全新的電子電力變壓器可以有效的解決其中的不足，因此，做好級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器控制工作可以有效的保證人們的用電安全，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1　級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器使用優(yōu)點(diǎn)

電子電力變壓器又被稱作為固態(tài)變壓器，通過(guò)對(duì)工頻交流電將其轉(zhuǎn)換為直流電能，再由高頻壓隔離，最后將直流電流逆變成工頻交流電，供給人們使用。電子電力變壓器與傳統(tǒng)變壓器相比存在著較大的優(yōu)勢(shì)，比如說(shuō)：（1）電子電力變壓器體積較小、重量較強(qiáng)、污染能力較差；（2）電子電力變壓器具有較高的控制性，主要體現(xiàn)在原方電流、副方電壓、電流中，方便人們操作；（3）電子電力變壓器在運(yùn)行過(guò)程中可以保持副方輸入電壓幅值，從而保證人們用電的穩(wěn)定性；（4）始終保持原方電流和副方電力的正弦波，并保證該變壓器可以隨意調(diào)制；（5）如果電子電力變壓器在使用過(guò)程中出現(xiàn)一些故障問(wèn)題，該變壓器可以自行切斷電流，減少安全事故的發(fā)生；（6）電子電力變壓器具有獨(dú)立、智能的控制單元，可以自主現(xiàn)實(shí)裝置的檢修、維修工作，同時(shí)還可以進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)通信。

2　級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器工作原理

通過(guò)交流電對(duì)電子電力變壓器電能進(jìn)行輸出，并顯示高頻信號(hào)，之后再由高頻變壓器進(jìn)行變壓，在通過(guò)電氣隔離輸出高頻信號(hào)，最后通過(guò)電子電力變壓器的所輸出的信號(hào)流提供給電網(wǎng)使用，從而保證電子電力變壓器的用電安全。然而在這個(gè)輸送過(guò)程只有將電子電力變壓器進(jìn)行合理控制。

在電子電力變壓器使用過(guò)程中，需要根據(jù)其中的直流環(huán)節(jié)將其中的變壓器進(jìn)行變壓、分類、拓?fù)?。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要分為：輸入級(jí)、高頻變壓器、輸出級(jí)這三種。其中的輸入級(jí)是電子電力變壓器中的整流電路，由IGBT組成，并以PWM的整流形式進(jìn)行使用。在變壓器傳統(tǒng)整流電路中，其中的晶閘管可以對(duì)變壓器電流進(jìn)行控制，并由電路的輸入電流滯后電壓，只有這樣才能保證控制工作可以順利進(jìn)行下去。如果輸入電流波產(chǎn)生一定的畸形話就會(huì)降低諧波含量，從而降低變壓器的功率因素；高頻變壓器主要是退電力電子變壓器進(jìn)行電氣隔離，并將其輸入到對(duì)應(yīng)的高壓直流控制中，形成全新的方波信號(hào)，這又這樣才能使中頻變壓器進(jìn)行耦合并列，再將其換成全新的抵押直流；輸出級(jí)是電力電子變壓器中的逆變電路，在使用過(guò)程中與輸入級(jí)一樣，都是由IGBT組成，由PI控制，保證電能質(zhì)量。

3　級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器仿真分析

3.1輸入側(cè)的控制策略

通過(guò)對(duì)級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器PWM整流電路原理了解，可以得知在級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器電路交流側(cè)的控制過(guò)程中，可以直接對(duì)直流側(cè)進(jìn)行控制，只有這樣才能保證變壓器電路處于整流狀態(tài)，保證人們?cè)谑褂眠^(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)意外。同時(shí)還需要將網(wǎng)側(cè)電流進(jìn)行正弦化設(shè)置，并保證電力電子變壓器的網(wǎng)側(cè)電壓所處位置相同。除此之外，要想確保網(wǎng)側(cè)電流和電壓的具有相同的頻率，需要使用對(duì)應(yīng)的鎖相技術(shù)，從而改善其中電流質(zhì)量。在使用過(guò)程中鎖相環(huán)主要通過(guò)自動(dòng)追蹤輸入信號(hào)頻率與相位的閉環(huán)反饋進(jìn)行控制，他主要由鑒相器、環(huán)路波濾器、壓控振蕩器中組成。其主要功能是用來(lái)檢側(cè)電路信號(hào)相位差。

3.2輸出側(cè)的控制策略

輸出側(cè)是一個(gè)典型的逆變電路，在實(shí)際使用過(guò)程中具有較多的控制策略，比如說(shuō)模糊控制、無(wú)差拍控制、PI控制等，它們都是由提高系統(tǒng)組成，并由其控制，保證變壓器在使用過(guò)程中的準(zhǔn)確性。但是直流側(cè)電壓在使用過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)一些煩擾現(xiàn)象，需要輸出側(cè)不能對(duì)其進(jìn)行合理控制，那就需要使用PI控制來(lái)解決這一問(wèn)題。通過(guò)使用PI控制原理可以使逆變器得到對(duì)應(yīng)的有效電流，并保證逆變器所得信號(hào)與正弦波信號(hào)相同。之后再將二者之間信號(hào)進(jìn)行比較，通過(guò)PWM開IGBT進(jìn)行控制。

3.3仿真結(jié)果

在對(duì)級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器控制控制之后，需要將其結(jié)果以仿真的形式總結(jié)出來(lái)，并對(duì)其進(jìn)行深入分析，得出網(wǎng)側(cè)電流和電壓在使用的電壓在第二個(gè)周期就具有一定的同相位；其中的中間直流電壓需要保證變壓器得到對(duì)應(yīng)的滿足之后進(jìn)行輸出，只有這樣才能保證電力質(zhì)量。

4　總結(jié)

級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器在使用過(guò)程中，主要通過(guò)高頻變壓器、輸出側(cè)、輸入側(cè)的網(wǎng)側(cè)電流與PI進(jìn)行控制，保證人們的用電安全。此外，根據(jù)級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器的仿真結(jié)果顯示，輸入側(cè)可以使用直流側(cè)來(lái)保證電壓的穩(wěn)定性，而輸出側(cè)使用網(wǎng)側(cè)電流今夕本文對(duì)級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器控制策略進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究，文中還存在著一定的不足，希望我國(guó)專業(yè)技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)級(jí)聯(lián)型電力電子變壓器控制策略研究，從而保證人們用電質(zhì)量的安全，促進(jìn)電力企業(yè)快速發(fā)展，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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Research on control strategy of cascade power electronic transformer

Cui Meng
（Jiangsu electric power company maintenance branch，211102）

The power electronic transformer is a new type of electric energy conversion tool,which can use the power electronic conversion technology to realize the function of the traditional transformer. Based on this,this paper makes a simple research on the cascade power electronic transformer,and makes the corresponding control strategy according to its own characteristics.

power electronic transformer;control strategy