电力电子变压器在输电系统中的控制策略研究论文_李帅,杨志伟

(1.国网黑龙江省电力有限公司鸡西供电公司 158100;2.国网黑龙江省电力有限公司鸡东供电公司 158200)

摘要:电力电子变压器是一种通过电力电子技术进行电压的调节和转换再传递的新型电器设备。本文主要针对电力电子变压器在输电系统中的控制问题进行分析和研究,并提出了电力电子变压器在输电系统中的控制策略,并且在MATLAB的环境中进行了试验研究。通过此次的实验我们验证了当系统中产生扰动时,电力电子变压器能有效的改善系统的稳定性。并且还针对不同的电力电子变压控制策略进行了讨论和概述,希望为我国的输电系统以及电力系统的控制研究提供相关的参考建议。

关键词:电力电子变压器;输电系统;控制策略;电力系统稳定性

目前,比较常见的电力电子变压器都是铁芯的,并且体积都比较的大、损耗也非常的高。同时由于其是铁芯制成的,在运转之时或产生磁饱和现象,造成电力系统中电流的波形发生变化,同时这些传统的变压器在电压和电流的调节控制上缺乏一定的连贯性,综合的控制能力较差,缺乏一定的稳定性。

1、电力电子变压器的基本原理

电力电子变压器是将工频的交流电通过电力电子换流设备后转化成高频的信号,就是所谓的升频,在通过高频变压器连接到副方经过电力电子转化器之后在还原成工频交流之后降频输出,其工作原理如下图 1所示;

图2 含PET的单机无穷大系统

根据图3中的电力电子变压器在运行过程中,2号换流器将直流的信号,通过升频之后变成高频的信号源,而3号换流器将升频之后的信号在进行还原,经过电力电子变压器的转换之后,电压幅值发生了变化。期间的是通过对1号和4号换流器的控制来进行的。

在实验研究中,可以认为发电机的励磁是能保证电动式Eq不变的,Xd是发电机的电抗,UG是于机器终端压力,X为换向电抗值,UC1和UC2为电力电子变压器的电压输入和输出电压,Ud和Id是直流母线圈的电压,电流,XL是电源线电抗值,US无穷 大系 统的电压值,PG,QG为电机发送出的有功与无功率,PC2,QC2为电力电子变压器输出的有功与无功功率。

3、电能质量的控制策略

在传统的变压器里为了达到电能质量的控制,需要添加电能质量的调节控制器才行,而电力电子变压器则自带这样的控制器,因此,不需要在进行电能控制器的附加安装。电力电子变压器在进行电能的转换时,除了之前所说的直流电力电子变压器还有交流的电力电子变压器以及直流和交流混合式的电力电子变压器。

4、发电机的励磁协调控制策略

由于电力电子变压器的灵活控制性和稳定性,为更长距离的输电提供了可能和保障。在图3中我们以看到了在针对单片机无穷大的系统模型中,利用了最优化的控制理论,把电力电子变压器和发电机进行同步协调的控制策略,而在实验中,也证明了其可能性。

结语:

本文主要的针对了各种电力电子变压的控制策略进行了总结和研究,探讨了其各自的优点以及各自的工作原理。同时为了更好的解决电力电子变压器目前应用和研究中的的难题进行探讨,并提出为了加快电力电子变压器在输电系统中的稳定性以及为了在不同的环境中得到更好的应用,应加快电力电子变压器控制策略的优化,以满足未来我国的电力系统的发展要求。同时为了适应大功率等特殊场合的变压需求,需要进行新型的电力电子变压器的开放和研究,虽然目前的电力电子变压器能在一定的程度上解决当前的电力传递和转换但是由于结构 的复杂等问题以及越来越复杂的电力输电需求,电力电子变压器还是面临着一些问题。

参考文献:

[1]黄贻煜,毛承雄,陆继明,范澍.电力电子变压器在输电系统中的控制策略研究[J].继电器,2004,06:35-39.

[2]邓卫华,张波,胡宗波.电力电子变压器电路拓扑与控制策略研究[J].电力系统自动化,2003,20:40-44+48.

[3]陈磊,欧家祥,张秋雁,袁旭峰,胡晟,游菲,石果.电力电子变压器研究综述[J].电网与清洁能源,2015,12:36-42.

论文作者:李帅,杨志伟

论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期

论文发表时间:2017/1/20

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电力电子变压器在输电系统中的控制策略研究论文_李帅,杨志伟
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