配電系統(tǒng)電力電子變壓器研究(編輯修改稿)
2025-07-23 16:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)正常運(yùn)行和故障時(shí)電力系統(tǒng)的功率平衡要求予以快速補(bǔ)償。這將能顯著提高輸電系統(tǒng)的極限傳輸功率能力，改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性［2］。 當(dāng)今世界環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日趨嚴(yán)重，在電力電子變壓器中應(yīng)用了高頻電力電子技術(shù)，使得設(shè)備重量減輕，體積變小，節(jié)省大量銅、鋼等原材料；在電力電子變壓器中不需要使用變壓器油，從而減少環(huán)境污染，維護(hù)也變得更方便。在電力系統(tǒng)中廣泛采用電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電力電子變壓器以后，可以節(jié)省大量的電力，這就可以節(jié)約大量資源和一次能源，從而改善人類的生活環(huán)境。3基本實(shí)現(xiàn)方案分析 電力電子變壓器主要由電力電子裝置部分、控制部分、高頻變壓器部分以及其它的一些輔助設(shè)備等組成。其中主要部分是電力電子裝置部分，這部分實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻率、幅值轉(zhuǎn)換，可采用IGBT或IGCT等高頻大功率電力電子器件組成。控制部分發(fā)出門極控制信號(hào)來(lái)開(kāi)通或關(guān)斷IGBT或IGCT來(lái)控制電力電子裝置部分的正常工作。高頻變壓器部分起隔離及變壓作用。現(xiàn)介紹一下國(guó)內(nèi)外比較常見(jiàn)的幾種方案： （1）“交流－交流”變換結(jié)構(gòu)［3］［4］如圖1，在這種變換中，上下連接的兩個(gè)器件為背對(duì)背連接，這種連接可實(shí)現(xiàn)低頻交流信號(hào)（50Hz）變換成為高頻交流信號(hào)（通常是1kHz左右），然后加載到高頻隔離變壓器的原方，耦合到副方后高頻交流信號(hào)又轉(zhuǎn)換成低頻交流信號(hào)（50Hz）。這一變換的實(shí)現(xiàn)要求原副方的功率器件同步工作，功率器件的開(kāi)關(guān)函數(shù)為一占空比為50%的方波，通過(guò)方波寬度的調(diào)制可以控制高頻電壓、頻率。 （2）斬波變換結(jié)構(gòu)［5］ 如圖2，這種結(jié)構(gòu)和直流斬波有些相似，當(dāng)原方開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通時(shí)能量?jī)?chǔ)存在原方繞組中，然后耦合到副方繞組，當(dāng)副方開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通時(shí)聚集的能量釋放。由于斬波可能產(chǎn)生很大的諧波，因此，原副方都使用了較大的濾波器。 （3）串聯(lián)模塊化結(jié)構(gòu)［6］［7］ 如圖3，整個(gè)系統(tǒng)分為三大部分：輸入部分、隔離部分、輸出部分。輸入部分由若干模塊串聯(lián)而成，這樣均分到每一模塊上電壓比較低，采用低壓器件即可滿足要求。在每一輸入模塊上電壓被整成直流，輸出的直流電壓就加在相應(yīng)的隔離模塊上，然后直流電壓被逆變成高頻交流后加載至高頻隔離變壓器的原方，再耦合至副方，降壓后的高頻交流又被整流成為直流。隔離模塊的輸出送到輸出模塊，在輸出部分直流被逆變成交流輸出。雖然目前電力電子器件發(fā)展十分迅速，電壓、功率等級(jí)不斷升高，但離實(shí)際電力系統(tǒng)中的高壓、大功率的等級(jí)水平還有很大的差距。因此，要構(gòu)成實(shí)際應(yīng)用的高壓、大功率必須把器件串、并聯(lián)使用。另外目前的高壓、大功率器件價(jià)格較貴，我們可以采用低壓、小功率器件就可以構(gòu)成高壓、大功率裝置。本方案的變換過(guò)程較多，在每個(gè)過(guò)程都可以對(duì)電能進(jìn)行控制，可以對(duì)電能的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)控制，當(dāng)然控制方案實(shí)現(xiàn)也很復(fù)雜，這是一個(gè)缺點(diǎn)?？偟恼f(shuō)來(lái)，本方案是一種比較經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可行性較
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