電力電子變壓器電路拓?fù)渑c控制策略

文/吳雙

電力電子變壓器是一種近年來新被開發(fā)的電氣元件，其擁有時下最先進(jìn)的電力電子變流技術(shù)，其在進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的過程中具有電壓穩(wěn)定、成本低廉以及工作損耗極低等諸多優(yōu)點，可以說該種變壓器無論是在變壓器的制作工藝層面，還是在整體性能方面都堪稱完美，但是上述優(yōu)勢的保持都離不開技術(shù)層面和控制層面的持續(xù)創(chuàng)新。

1 電力電子變壓器的電路拓?fù)涓攀?/h2>

縱觀電力電子變壓器的發(fā)展史，雖然已經(jīng)接近十五年之久了，但是在國內(nèi)其仍舊處于初期起步階段，依照變壓器原理其可以被大致分為“交交交變換器”“交直交變換器”以及“直交直變換器”三種，上述電力變壓器的初期模型結(jié)構(gòu)十分的單調(diào)和簡陋，而且存在著開關(guān)始終承受原邊電壓和輸出副邊電流作用的弊端，這樣就使得整個電氣元件的操控、安全性以及穩(wěn)定性都不是特別理想，甚至整個電路的拓?fù)湟矝]有真正的實現(xiàn)電氣隔離。只是在兩千年左右的時候多人對其進(jìn)行優(yōu)化改革，該方案的實施對電壓的轉(zhuǎn)變功能進(jìn)行了一定的優(yōu)化，但是仍然存在諸多不盡人意之處，尤其是在供電電壓的穩(wěn)定性層面、供電質(zhì)量保障層面以及系統(tǒng)功率損耗層面。

2 電力電子變壓器控制技術(shù)概述

2.1 交交交型電力電子變壓器控制策略概述

交交交型電力電子變壓器的控制方式與其他類型的變壓器相比，具有明顯的簡捷優(yōu)勢，常規(guī)的整流模塊中主要通過對整流模塊與逆變模塊中驅(qū)動相角差調(diào)價，來實現(xiàn)對輸出電壓值的有效調(diào)節(jié)，電力電子變壓器在其中發(fā)揮隔離以及變壓處理的職能，但是由于此種電路系統(tǒng)中電流值比較大，所以直接導(dǎo)致了電壓電流的應(yīng)力相對比較大，可以借助于一些特殊的方式進(jìn)行處理，但是通常這些出方式十分復(fù)雜，所以在實際的應(yīng)用過程中調(diào)節(jié)難度系數(shù)十分高。

2.2 交直交直交電力電子變壓器控制策略

關(guān)于交直交直交電力電子變壓器控制策略具體的可以從三個層面進(jìn)行分析：

（1）借助于輸入整流模塊控制途徑處理，其主要被應(yīng)用于不考慮功率雙向流動的場景之中，可以有效的簡化控制過程，并且有效的提升整個電路的信號處理能力。

（2）借助于隔離模塊控制途徑處理，該種控制策略主要從電路的占空比以及電路頻率的控制兩個層面進(jìn)行管控，以此來有效的優(yōu)化電路隔離模塊的功能。

（3）借助于輸出逆變模塊控制途徑進(jìn)行一系列的專業(yè)處理，因為考慮到電力電子變壓器三相負(fù)載具有顯著的不均衡特點，因此采用一種串聯(lián)電容代替直流電容的處理方式，以來來優(yōu)化電路拓?fù)?，但是該種處理方式的的電流利用情況也十分的不理想，除此之外也嗨喲一種三維空間矢量調(diào)制的處理方式，該種方式無論是操作還是處理效果都較前者有著明顯的優(yōu)勢。

3 電力電子變壓器關(guān)鍵技術(shù)及解決方案探究

3.1 三相軟開關(guān)技術(shù)

通常情況下，三相大功率整流裝置在啟停過程中瞬間電流、電壓都非常大，因此必然會造成一定程度的啟停損耗。若是在原有的電路系統(tǒng)中加入一種輔助諧振整流極變換器，該種電氣元件中具備零一種特殊的電壓變換型軟開關(guān)功能，借助于諧振電感提供放電電壓的方式，使得電路的開關(guān)啟停依靠諧振電感的過充電環(huán)節(jié)來實現(xiàn)，如此不僅實現(xiàn)了電路系統(tǒng)的零電壓啟停，而且還能有效的縮減啟停損耗。

3.2 諧波抑制技術(shù)

電力電子變壓器被業(yè)內(nèi)譽為構(gòu)建清潔環(huán)保型電網(wǎng)的最重要元素之一，但此類電力電子變壓器都存在或輕或重的諧波不穩(wěn)定類通病，為了有效的消除或者較弱上述諧波弊病，可以通過一系列處理技術(shù)對空間矢量調(diào)的波形進(jìn)行優(yōu)化，以此來有效的抑制諧波，為了有效的提升抑制效果，可以適當(dāng)?shù)牟捎秒娐范嘀鼗奶幚矸绞竭M(jìn)一步優(yōu)化。

4 電力電子變壓器的功能拓展策略探究

4.1 輸電網(wǎng)高壓短路限流器

伴隨著電力系統(tǒng)的日趨復(fù)雜化，傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)中的限流保護(hù)技術(shù)存在越來越弱勢，因此加強對故障限流保護(hù)裝置的研究分析十分必要和緊迫。通過故障限流保護(hù)裝置的有效設(shè)置，可以有效的實現(xiàn)限流目的，但是該種處理方式往往只能在短路電流的第一半波過后才可以發(fā)揮作用。時下應(yīng)用最為廣泛的就是故障限流保護(hù)裝置與電力電子變壓器技術(shù)相結(jié)合的處理技術(shù)，上述技術(shù)的有效結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)綜合型多功能 FACTS 器件，上述變壓器系統(tǒng)具有良好的串補功能，而且開關(guān)啟停幾乎不發(fā)生任何損耗，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時還能第一時間迅速閉合開關(guān)，通過短路電流的方式對電路進(jìn)行保護(hù)。

4.2 不間斷供電技術(shù)

針對一類采用交直交拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者雙直流環(huán)節(jié)的電力電子變壓器，可以通過添加不間斷電源蓄電池組的方式對變壓器的供電技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化提升。因為此類不間斷電源蓄電池組系統(tǒng)具備良好的穩(wěn)定性，所以其能夠為電力系統(tǒng)持續(xù)的提供波形穩(wěn)定的電壓，并且能夠根據(jù)系統(tǒng)電壓情況對電池組進(jìn)行智能管控。因此該項技術(shù)的有效運用，可以有效的提升電力電子變壓器的供電質(zhì)量，而且該種新型的電力電子變壓器在成本方面也較組成變壓器系統(tǒng)具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

5 結(jié)束語

綜上所述，伴隨著近年來受眾對于供電質(zhì)量要求的日益提升，傳統(tǒng)的電力變壓器已經(jīng)無法滿足時下的電力行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展需求，屆時電力變壓技術(shù)的進(jìn)一步改革創(chuàng)新勢在必行。本文針對電力電子變壓器的基本特點以及強大優(yōu)勢進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并在上述基礎(chǔ)之上就其電路拓?fù)渑c控制技術(shù)的優(yōu)化策略進(jìn)行了深入探究，希望本文對我國電力變壓技術(shù)水平的提升有所促進(jìn)。