电力电子变压器在电网故障中的控制策略

1、电力电子变压器在电网故障中的控制策暁摘 要：随着经济的稳步发展，电力供应缺口与人们对电力的需求增 长之间的矛盾越来越明显。减弱和消除电力电子变压器在电网故障。如何 保证供给用户可靠和合乎标准的电能，确保用户电气设备的安全经济运行 已成为急需解决的课题，文章重点就电力电子变压器在电网故障中的控制 进行了分析和探讨。关键词：电力电子变压器；电网故障；电气设备目前，太阳能、风力及小水电等分布式发电系统占整个能源结构的比 重近年逐步上升，有望成为今后的主要能源來源。分布式电源交直流兼有, 容量小，分布广，且英电压或频率波动性较大，如何有效可靠地将它们融 入电力系统也是今后需要解决的问题之一。而电力电子

2、变压器交直流坏节 兼有，故可灵活地将各种分布式电源接入电力系统。本文在分析了 pet基 本原理和实现方案的基础上，为了简化控制算法，提出了简化的pet稳态 分析物理模型。鉴于传统pi控制的一些缺点旧，在其中加入复数积分和 微分环节之后，提出了比例一复数积分一微分控制策略，并将英应用于pet 控制屮，使pet输出电压在波形质量和动态响应速度方面冇了一左地提高。 针对目前pet在短路故障条件下的应用文献比较少，将设计的pet应用于 配电系统，针对电力系统中发生次数最多的单相接地短路，在 mallab/simulink环境中进行了仿真研究。结果表明，所设计pet在发生单相接地短路故障的情况下，二次侧

3、输出电压仍控制在理想的范i韦i内，保 证良好的供电质量，对负载不间断地供电。1、pet基本结构根据电压变换过程屮冇无直流坏节，pet有2种基本拓扑结构，第1 种为交一交一交变换，第2种为交-直-交-直-交变换。前者变换过程中无 直流环节，使用的功率电子器件比较少，可控性不高，在一些对二次侧输 出电压要求较高的场合，一般不适用。而后者在变换过程中存在直流环节, 使用的功率器件较多，可控性高，并且控制策略完善，应用范闱广。pet 基本工作原理为：三相工频交流母线高压经过pwm整流变成直流，再经过 高频逆变电路将直流电压变成高频方波，接着经过高频变压器变压，高频 方波电压再经过高频整流电路变成直流电

4、压，最后直流电压经过三相脉冲 宽度调制pwm逆变成三相工频低压输出，经三相lc无源滤波器滤波后给 三相负载供电。由于电力电压器的体积和重量均与其工作电压的频率成反 比，所以高频变压器的使用能极大地减小传统电力变压器的体积和重量。 单相高频逆变电路产生高频方波，以降低pet的体积，为简化控制算法， 本文对这一级逆变电路和pet副边的单相高频整流电路均采用不控方式处 理，同时考虑中间高频变压器的作用，将拓扑结构简化为稳态物理模型。2、输出逆变侧控制策略由于占电网接地故障的百分比最高的单相接地故障属于不对称故障， 而传统的双闭环控制策略在电网不对称情况下，输出直流电压出现倍频分 量，从而不能得到一个稳定直流输出电压，而如果在逆变侧仍然使用传统 的双闭环控制器，将不能得到理想的三相交流逆变电压，所以对pet二次 侧的逆变器控制算法进行改进，使逆变器具有较好的稳态输出特性和较快 的动态响应。3、结束语本文通过分析pet的拓扑结构，针对电网屮发生频率比较高的单相接 地短路故障，指出整流侧采用传统的电压、电流双环控制方案时，直流输 出电压将发生较大的波动，因此在逆变侧不宜再采用传统的pi控制器。 本文采用pcid控制器，设计了稳态输出效果良好的pet,并将其应用于配 电网中，对敏感负载进行供电。仿真结果表明，所设计的pet在配电网母 线发生单相接地故障时，仍能保持输出