Oorsig oor Topologie en Beheertoepassings van Medium-Hoë Spanning Krag Elektroniese Transformators II

2 PET Algehele Struktuurkeuse

PET-topologieë wissel wyd. Gebaseer op die aantal energie-omskakelingsfases, kan hulle geklassifiseer word in enkelstadium-, tweestadium- en driestadiumtipes [7]. Tweestadiumstrukture sluit dié met hoëspanning- en laespanning-GS-busse in, soos getoon in Figuur 1.

In enkelstadium-PET's (Fig. 1(a)), 'n medium-/hoëfrekwensie Isolasietransformator verbind WS/WS-omsetters aan beide kante. Die primêre kant WS/WS-omsetter moduleer die insetlynfrekwensie WS-spanning in hoëfrekwensie WS-spanning, wat deur die transformator gekoppel word en dan weer omgeskakel word na lynfrekwensie WS-spanning deur die sekondêre kant WS/WS-omsetter. Enkelstadium-PET's het minder omskakelingsfases en minder komponente, hoë doeltreffendheid en hoë drywingsdigtheid. Die gebrek aan 'n GS-bus maak hulle egter ongeskik vir hibriede WS/GS-netwerke, en kragontkoppelingsbeheer is kompleks.

Tweestadium-PET's beskik oor 'n GS-bus aan óf die hoë- óf die laespanningskant. Die topologie aan die een kant van die isolasietransformator lyk soos dié van 'n enkelstadium-PET, terwyl die ander kant aan die GS-bus gekoppel is via WS/GS- of GS/WS-stroombane (Fig. 1(c) en Fig. 1(d)). Met hoë- of laespanning-GS-skakels kan tweestadium-PET's aan medium-/hoëspanning-GS-netwerke aan die hoëspanningskant of aan PV/bergingstelsels aan die laespanningskant koppel. Die aktiewe krag wat deur omsetters aan beide kante van die isolasietransformator oorgedra word, is egter hoogs sensitief vir transformatorlekkasie-induktansieparameters. Daarbenewens ervaar die GS-buskondensator beduidende dubbellynfrekwensie-spanningsfluktuasies, en omsetterstroomfluktuasies is groot [7], wat beheer uitdagend maak.

Driestadium-PET's (Fig. 1(b)) het GS-busse aan beide hoë- en laespanningskante. Insetlynfrekwensie-WS-stroom word gerigrig na 'n hoëspanning-GS-bus via WS/GS-omskakeling, gemoduleer in hoëfrekwensie-vierkantgolwe, gekoppel aan die laespanningskant via 'n medium/hoëfrekwensie-transformator, gerigrig na 'n laespanning-GS-bus, en uiteindelik omgekeer na lynfrekwensie-WS-spanning via GS/WS-omskakeling. Driestadium-PET's kan aan beide hoë- en laespanning-GS-stelsels koppel. Beheer van elke omskakelingstadium is relatief onafhanklik, wat ontkoppeling en kompensasiebeheer vergemaklik. Veelvuldige omskakelingstadiums lei egter tot die mees komplekse struktuur. As gevolg van die meerstadium-ontwerp, bereik driestadium-PET-topologieë makliker kaskadering aan die hoëspanningskant en parallelisering aan die laespanningskant, wat voldoen aan die behoeftes van medium/hoëspanning-toepassings. Dus word driestadium-topologieë die meeste gebruik in medium/hoëspanning-PET-navorsing en -toepassings.

Vir PET's in medium-/hoëspanningstoepassings, het die laespanningskant lae spanningsvlakke met minimale toestelspanningsbeperkings. In teenstelling hiermee staar die hoëspanning-gelykrigtingstadium en intermediêre isolasiestadium hoë spanningsvlakke in die gesig, wat strenger vereistes aan stroombaantopologieë en -toestelle stel. Bestaande navorsing fokus op twee rigtings: ① Nuwe topologieë en beheermetodes vir medium-/hoëspanning-PET's gebaseer op bestaande toestelspanninggraderings; ② PET-topologieë en -beheer met behulp van nuwe hoëspanningtoestelle, soos 10kV SiC-toestelle [8, 9]. Hoëspanning-SiC-toestelle is egter steeds in die laboratorium-O&O-fase, en kommersiële toestelle kan nog nie aan spanningsvereistes voldoen nie. Daarom word multimodule-kaskadeerde of enkelmodule-multivlaktopologieë gebruik om aan hoë insetspanningsvereistes te voldoen. Tipiese topologieë word in Figuur 2 getoon, wat in Afdeling 3 geanaliseer word.