新型电子电力变压器结构与工作原理 背景： 随着现代电网的不断发展,越来越多的分布式发电系统和分布式储能系统需要同电网相连接。新能源发电系统并网时,需要接口设备提供无功功率补偿、电压调整、智能能量管理和即插即用等功能。而传统的变压器功能有限,无法提供上述的功能。 简介： 一种新型的电力电子变压器来替代传统变压器作为新能源发电系统并网的接口设备，所谓电力电子变压器,是一种把高频变换技术和电力电子变换技术相结合,来实现电压等级变换和电气隔离等功能的静止电气设备。由于目前电力电子器件耐压等级的限制,电力电子变压器应用于高压场合时需要釆用多个低压模块级联的结构。模块级联型电力电子变压器面临的主要问题之一是各级联模块之间的均压问题,各模块之间电压不均衡会导致关器件上承受的电压超过其耐压值,造成开关器件的损坏。本文主要研究在模块级联型PWM 整流级实现各级联模块的均压问题。即共同占空比控制方法和电压均衡控制方法。通过对小信号模型伯德图的分析 分别 得 到 了 共同占空比控制和电压均衡控制两 种控制方法下 控制器的参 数 。 电力电子变压器的优 点 ： 电力电子变压器具 有传统变压器不具 备的特 点 ,它 通过电力电子变换器对其一次 侧 和二 次 侧 的电压幅 值和相位 进 行 实时控制,可 以 实现变压器一次 侧 、二 次 侧 的电压、电流和功率 灵 活 调节 。与传统的变压器相比,电力电子变压器具有如下特点: (1)体积小,重量轻,不需要变压器油,对环境没有污染。 (2)运行时可以保证用户侧电压幅值稳定,不随着负载的变化而变化。由于一次侧和二次侧之间实现解耦,因此电网侧电压幅值的波动、电压波形的失真以及频率的波动对用户侧不会产生影响,同时用户侧产生的无功、谐波等也不会影响电网的稳定性。 (3)具有高度的可控性,变压器一次侧和二次侧的电压和电流均可控。(4)电力电子变压器中间有直流环节,可以直接对直流负载供电。这一特点有助于直流入户概念的实现,可以节省掉大量的整流设备,降低了用电成本。 (5)含有智能控制单元,一方面可以实现变压器本身的自检测、自诊断、自保护和自恢复等功能,另一方面可以实现变压器状态或控制的联网通信,对于实现智能电网具有积极意义。 图1-1 三级式电力电子变压器结构 由此可见,电力电子变压器在实现传统变压器的电压等级变换、电气隔离和能量传递等基本功能的同时,还可以实现潮流控制和电能质量控制等功能,这是电力电子...
