基于三電平拓撲的電力電子變壓器研究
加入技術(shù)交流群
4．1 穩態(tài)運行
圖5為三電平PET穩態(tài)運行時(shí)的仿真波形。它在保證輸出級輸出電壓恒定的同時(shí)，使輸入電流及輸出電壓均為正弦波，且實(shí)現了網(wǎng)側單位功率因數控制。由圖5c可見(jiàn)，在VT1承受電壓降為零時(shí)對其進(jìn)行了開(kāi)通與關(guān)斷，實(shí)現了零電壓開(kāi)關(guān)。經(jīng)快速傅里葉變換分析，其單相輸入電流總諧波畸變率約為1．04％，單相輸出電壓THD≈0．93％。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/177790.htm
4．2 輸入電壓波動(dòng)±20％
圖6為輸入電壓波動(dòng)時(shí)的仿真波形。在0．505 s處，初級10 kV系統輸入電壓出現20％的電壓上升，持續2個(gè)周期后恢復正常，在0．565 s處輸入電壓又出現20％的電壓跌落，持續2個(gè)周期后恢復正常。從仿真結果可見(jiàn)，輸出電壓幾乎不受影響，有效抑制了輸入電壓的波動(dòng)。
4．3 輸入電壓發(fā)生頻率閃變
圖7為輸入電壓發(fā)生頻率閃變時(shí)的仿真波形。在0．505 s處，輸入電壓出現10 Hz的頻率跌落，持續2個(gè)周期后恢復正常，在0．565 s處輸入電壓又出現10 Hz的頻率上升，持續2個(gè)周期后恢復正常。由仿真結果可見(jiàn)，輸出電壓幾乎不受影響，能夠有效抑制輸入電壓頻率的閃變。
4．4 輸入電壓含基波幅值20％的5次、7次諧波
圖8為輸入電壓含有基波幅值20％的5次、7次諧波時(shí)的仿真結果。由FFT分析可知，單相輸出電壓的THD≈0．97％，可見(jiàn)PET輸出仍維持了較好的正弦度?？梢?jiàn)即使輸入電壓中有較多的諧波，由于隔離級的存在阻礙了諧波擴散，因此輸出電壓基本不受影響。
4．5 負載投切
圖9為突加負載時(shí)的仿真波形，0．45 s時(shí)突加66．7％的負載。由仿真可見(jiàn)，在突加負載后輸入電流變大，但仍維持正弦波且與輸入電壓之間功率因數為1。輸出電壓在突加負載時(shí)發(fā)生一定的波動(dòng)，但馬上又恢復正常。說(shuō)明負載投切對輸出電壓衡，在負載突加后略微變大，但始終保持在2 V以?xún)?，說(shuō)明中點(diǎn)電壓控制達到了很好的效果。
5 結論
所提出的三電平PET在穩態(tài)運行時(shí)能夠保持初級可控且良好的電壓電流波形，在輸入電壓波動(dòng)、頻率閃變、含有諧波及負載投切等動(dòng)態(tài)過(guò)程中都能保持輸出電壓的恒定，有效地抑制了可能出現的擾動(dòng)，實(shí)現了良好的電能質(zhì)量調節。在結構特點(diǎn)上三電平PET可在有效提高輸入電壓等級的同時(shí)降低開(kāi)關(guān)損耗，使得PET的實(shí)用化變?yōu)榭赡?。另外，PET電路中的直流環(huán)節也為光伏發(fā)電等新能源系統以及儲能系統的直接接入提供了接口。目前，所提出的三電平PET的實(shí)驗樣機尚處在研制中，待樣機完成后可以直接應用在6 kV的配電系統中。
評論