输出电压恒定的电力电子变压器仿真.pdfVIP

No18 第27卷第】8期 电力系统自动化 Vo】27 AutomationElectricPower 2003年9月25日 of SysIems Sepl．25。Z003 输出电压恒定的电力电子变压器仿真 赵剑锋 (东南大学电气工程系．江苏省南京市210096) 摘要：介绍了电力电子变压器的优点、目前的研究状况；指出了用电力电子变压器解决电能质量问 题是令后的发展趋势；着重讨论了电力电子变压器的工作原理．推导了高频变压器中的碰链关系 式，比较了采用基于有效值和瞬时控制的电力电子变压嚣的动态响应，并用仿真验证了理论推导的 正确性和所采用的控制策略的有效性。结果表明，电力电子变压器体积小、重量轻，不但可以实现 电能传输、电压隔离、匹配等功能，还能抑制电压跌落、上升和闪变等动态电能质量对输出电压的影 响，是建设“绿色电网”、“数字电网”的关键设备之一，对其进行研制和使用可以取得巨大的经济和 社会效益。 关键词：电力电子变压器；电能质量；电压跌落；电压上升；电压闪变 中图分类号：TM41 0引言 示、分析处理来判断各种异常情况，以对其自身和系 统进行保护并给出报警信号和故障类型等特点。电 传统的电力变压器具有制作工艺简单、可靠性 力电子变压器具备上述功能后．相当于将电力变压 高等优点，在电网中得到了广泛的应用。但是，它的 器、多种电能质量补偿装置、变压器保护、能量采集 缺点也十分明显，如：体积、重量、窀载损耗大；过载 系统等设备的功能合而为一，将具有非常高的性能 时易导致输出电压F降、产生谐波；负载侧发生故障 价格比。它可以解决由于成本原因使得电能质量补 时，不能隔离故障，从而导致故障扩大；带非线性负 偿装置还未在工业用户中得到广泛应用的问题。利 载时，畸变电流通过变压器耦合进入电网，造成对电 用电力电子变压器为电能质量敏感负荷供电，如造 网的污染；电源侧电压受到干扰时，又会传递到负载 纸厂、纺织厂、挤塑机、生产精密机械的汽车零件制 侧，导致对敏感负荷的影响；使用绝缘油造成环境污 造、大型泵体锻造企业以及半导体制造业、银行、电 染I需要配套的相关设备对其进行保护“。因此，研 信、军事、医疗、化工等领域，可以产生巨大的社会和 究新型的能量转换设备是十分必要的。 经济效益。 电力电子变压器作为全新的能量转换设备，是 集电力电子、电力系统、数字信号处理、自动控制理 此外，电力电子变压器还可以解决分布式发电 系统和电网互联的问题。因为，无论是风力发电、太 论、信息及网络技术等领域为一体的国际前沿研究 课题。它不但可以实现电能传输、电压隔离、匹配的 阳能发电，还是潮汐发电，都受自然条件的制约。使 功能，还具有体积小、重量轻、空载损耗小、不需要绝 得它们输出的电压、频率很不