电力电子变压器对交直流混合微网功率控制的研究

出处:维库电子市场网 发布于:2023-07-17 17:47:37

国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学)的研究人员兰征、涂春鸣等,在2015年第23期《电工技术学报》上撰文,针对应用于交直流混合微网的电力电子变压器(PowerElectronicTransformer,PET),分析了并网和离网两种运行模式,并设计了相应的控制策略。

国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学)的研究人员兰征、涂春鸣等,在2015年第23期《电工技术学报》上撰文,针对应用于交直流混合微网的电力电子变压器(PowerElectronicTransformer,PET),分析了并网和离网两种运行模式,并设计了相应的控制策略。

并网模式下,控制PET输入接口使交直流混合微网等效为“阻性负载”或“电流源”,同时控制交流和直流输出接口都等效为恒定的电压源。对于离网模式,提出了混合功率下垂控制,能根据接口处频率和电压信息,结合混合微网下垂特性得到微网间需交换的功率。搭建了交直流微网系统和电力电子变压器仿真模型,仿真结果表明,在分布式能源功率波动情况下,PET能准确快速的调节主网、交流微网和直流微网三者间功率的流动,实现交直流混合微网的稳定运行,证明了本文所提控制策略的正确性。

分布式能源(DistributedEnergyResources,DER)的入网需求推动电力系统不断发展,微网是实现大规模间歇式DER接入的有效解决方案。DER采用直流形式接入,可以节省大量的换流环节,并且不需要进行相位和频率跟踪,可控性和可靠性将大大提高。直流是DER理想的接入形式,近年来直流微网逐渐得到了人们的重视。然而,交流微网仍然是现阶段微网的主要形式,交流接入仍然会是DER并网的主要形式,故交直流共存的混合微网会是将来长期存在的微网结构。

DER运行受制于自然条件,发电具有间歇性,大量DER的接入将使网络上产生双向功率流。公共联结点(PointofCommonCoupling,PCC)是配电网、交流微网和直流微网三者之间能量流动的中转站,PCC处的能量协调管理将至关重要,而实现功率的协调,需一台可靠的“能量路由器”。

电力电子变压器(PowerElectronicTransformer,PET)由高频变压器和电力电子变换电路组成,由于具备高低压交流接口和直流接口,拥有变压、隔离和能量传输功能,可以成为“能量路由器”,实现对PCC处的能量协调管理。

目前,对电力电力变压器的控制方法研究仅在于其基本控制,没有涉及和微网的协调运行,微网下垂控制方法也只考虑交流或直流一侧的电压信号,没有同时考虑到两侧信号对交直流微网工作状况的影响,文献[提出了两种近似的电力电子变换器的双向下垂控制方法,但是控制环节冗余,降低了系统的可靠性。

本文主要研究电力电子变压器在交直流混合微网中的应用,研究了混合微网并网与离网两种模式下的运行策略。并网模式下控制PET主网接口处电流与电压同相位,而交直流输出接口则都控制为恒定的电压源。

特别地,对于离网模式,提出混合功率下垂(hybriddroop)控制,能根据交直流微网接口处的频率和电压信息,结合交直流微网的下垂特性,得到交直流微网间需交换的功率。提出的控制策略能控制PET接口间功率的双向流动,调节主网,交流微网和直流微网三者间的功率分配,实现交直流混合微网的稳定运行。


结论

交直流混合微网将是未来长期存在的微网结构,本文针对应用于其中的电力电子变压器,分析了并网和离网两种运行模式,并相应设计了运行策略。

并网模式下,控制输入接口PET,使交直流混合微网看起来为“阻性负载”或“电流源”;而在输出接口处,使PET看起来为恒定的电压源。特别地,对于离网模式提出混合功率下垂控制,协调交直流微网间功率,快速的控制功率流动。

搭建了仿真分析模型,仿真结果表明在微网分布式能源功率波动情况下,PET能准确快速的调节主网、交流微网和直流微网三者间功率的流动,实现交直流混合微网的稳定运行,证明了本文所提控制策略的正确性。

本文仅对DER功率变化的情况进行了仿真,对动态过程中交流微网频率和直流微网母线电压变化未进行深入分析,也没有对DER离并网时PET和微网的稳定性进行分析,这都是后期研究工作要涉及并解决的问题。

版权与免责声明

凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。

本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

上传BOM文件: BOM文件
*公司名:
*联系人:
*手机号码:
QQ:
应用领域:

有效期:
OEM清单文件: OEM清单文件
*公司名:
*联系人:
*手机号码:
QQ:
有效期:

扫码下载APP,
一键连接广大的电子世界。

在线人工客服

买家服务:
卖家服务:

0571-85317607

客服在线时间周一至周五
9:00-17:30

关注官方微信号,
第一时间获取资讯。

建议反馈

联系人:

联系方式:

按住滑块,拖拽到最右边
>>
感谢您向阿库提出的宝贵意见,您的参与是维库提升服务的动力!意见一经采纳,将有感恩红包奉上哦!