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输出电压恒定的电力电子变压器仿真.pdf

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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
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