柔性电力电子变压器的设计与实现文献综述

 2021-09-25 08:09

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文献 综 述1. 柔性电力电子变压器的设计与实现课题背景与意义电能质量问题是目前电网安全领域中备受关注的一个焦点,它的存在与传统电力变压器广泛应用于电力系统有着密不可分的关系,传统的电力变压器具有制作工艺简单、可靠性高等优点,在电网中得到广泛应用。

但是,它的缺点也十分明显,如体积、重量、空载损耗大;过载时易导致输出电压下降,产生谐波;负载侧发生故障时,不能隔离故障,从而导致故障扩大,非线性负荷时,畸变电流通过变压器耦合进入电网,造成对电网的谐波污染;电源侧电压受到干扰时,又会传递到负载侧,产生电压闪变,甚至导致对敏感负荷的影响等。

随着大功率电力电子元器件及其控制技术的发展,一种通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递的新型变压器电力电子变压器PET(Power Electronic Transformer)得到了越来越多的关注 ,作为一种新型的能量转换设备 ,与传统的变压器相比,电力电子变压器具有体积小,重量轻,空载损耗小 ,不需要绝缘油等优点。

它是集电力电子、电力系统、计算机 、数字信号处理 以及自动控制理论等领域为一体的电力系统前沿研究课题 ,通过电力电子器件和电力电子变流技术 ,对能量进行转换与控制,以替代传统的电力变压器。

PET可保证线圈一二次有良好的电压和电流波形,并具备良好的控制特性,有利于电网的稳定和不同地区电网间的联网,用电力电子变压器能极大地提高电能质量,是建设绿色电网和数字电网的关键设备之一,有极好的应用前景,对其进行研制和使用可取得巨大的经济效益和社会效益。

PET具备解决现代电力系统中所面临许多新问题的能力,随着电力电子技术的飞速发展,相信在不久的将来会逐步取代传统变压器进入实际电力系统,因此对的研究有着十分重要的意义。

2. 研究课题的国内外研究现状的介绍以及应用目前,国内外对电力电子变压器的研究总体上处于发展阶段。

对电力电子变压器的设计还存在缺陷,比如保护电路的可靠性不高,缺少合理的滤波网络,电网中存在的高频脉冲可能会影响电子变压器的正常工作,而且大功率三极管开、关工作时产生的高频尖峰脉冲可能会污染电力网络等,这些问题都有待我们进一步研究解决。

PET的基本设计思路源于具有高频连接的AC/AC变换电路,最初是美国海军与美国电科院分别于上世纪八,九十年代进行了相关研究,第一台电力电子变压器由美国电力科学研究院于1995年完成实验样机,但限于当时的技术还不能应用于实际电网中。

直到二十世纪九十年代末,美国的其他研究机构才有了实质性的进展,仍有许多的不足。

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