CN204131407U - 电子电力变压器的并联与控制结构 - Google Patents
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Abstract
电子电力变压器的并联与控制结构，主电路由输入级、隔离级和输出级三级结构构成，三相交流电源输入端同时与两台电子电力变压器的输入级的输入端连接，输入级由三相电压型PWM整流器构成，其输出端接隔离级；隔离级由单相全桥变换器模块、高频变压器、不控整流桥构成，其输出端接输出级；输出级由电压型三相桥式逆变器模块构成，两台逆变器的输出交流侧并联作为输出端；控制模块中公共母线作为电压和功率的测量点。本实用新型采用的单个EPT比传统变压器具有更高的稳定性，输电方式更加灵活，实现对功率潮流的实时控制。EPT的并联运行提高了系统可靠性和扩大供电容量，能满足人们对供电系统高可靠性、大功率的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术在电力系统中的应用，具体是指一种配电用电子电力变压器（Electronic Power Transformer-EPT）的并联与控制结构。
背景技术
EPT是将电力电子变流技术与高频变压器相结合的新型变压器，它同时具有传统电力变压器和电能质量控制器的功能。其特点为体积小，重量轻；可以实现原方电流、副方电压以及功率的灵活控制；可以整合各种交直流分布式电源。
随着信息技术的飞速发展，人们对供电系统的要求也越来越高，单台EPT已满足不了大功率、高可靠性的要求，两台或数台EPT并联运行是提高系统可靠性和扩大容量的一种有效途径。多台EPT并联实现扩容可大大提高系统的灵活性，各个变压器处于均流运行时，其主开关器件的电流应力也可大大减少，从根本上提高可靠性、降低成本、可维护性强。多台EPT并联还可以实现N+1裕度供电，即指N模块并联达到额定功率输出，但系统实际包含N+1个模块，正常时这N+1个模块并联工作，当其中任一模块失效时，系统中其余N个模块仍可继续提供100%负载功率。这一方式较之非冗余并联系统更大大提高了系统的可靠性。中国实用新型专利CN201120301197.4公开了一种并联型电子电力变压器，包括交流斩波电路、交流斩波电路的控制部分、中高频变压器，其主要特征是结构简单，易于实现，可以实现有功功率和无功功率的双向流动，具有宽广的功率、电压等级和频率范围，存在的不足是不能很好的解决由于参数不一致所产生的环流问题。CN201320023614.2公开了一种电子电力变压器，其主要特征是采用模块化结构，具有良好的可扩展性，可以根据应用的需要，方便的扩展到很高的电压等级和功率水平，存在的不足是对于模块的控制问题没有详细的介绍。
发明内容
本实用新型的目的是，提供一种电子电力变压器的并联与控制结构，实现电力市场下对功率潮流的实时控制，提高系统可靠性和扩大供电容量，满足人们对供电系统高可靠性、大功率的要求。
本实用新型的技术方案是：电子电力变压器的并联与控制结构，主电路由输入级、隔离级和输出级三级结构构成；三相交流电源输入端同时与两台电子电力变压器的输入级的输入端连接，输入级由三相电压型PWM整流器构成，其输出端接隔离级；隔离级由单相全桥变换器模块、高频变压器、不控整流桥构成，其输出端接输出级；输出级由电压型三相桥式逆变器模块构成，两台逆变器的输出交流侧并联作为输出端。
电子电力变压器输入级的电压型PWM 整流电路采用解耦的电压、电流双闭环控制，将交流变成直流；隔离级的单相全桥逆变电路实现高频逆变，高频交流接高频变压器，高频变压器副边不控整流电路用于实现高频整流；输出级的电压型三相桥式逆变器采用电压闭环控制，输出恒压、恒频的交流；每台电子电力变压器均独立控制，公共母线作为电压和功率的测量点，解决滤波电感不等EPT并联运行出现的环流问题。
两组电压型 PWM整流器分别是由IGBT模块构成的全控整流桥，将系统的交流电转换为直流；单相全桥变换器模块采用IGBT模块，高频变压器为单相变压器，不控整流桥采用二极管模块；电压型三相桥式逆变器采用IGBT模块组成，将直流电转换为工频交流电。
本实用新型采用的EPT与常规铁芯式变压器相比，具有稳定性高，输电方式更加灵活，整合各种交直流分布式电源，实现对电力功率潮流的实时控制。EPT的并联与控制结构，大大提高系统可靠性和扩大供电容量，满足人们对供电系统高可靠性、大功率的要求。
附图说明
图1是本实用新型电子电力变压器并联主电路示意图；
图2是本实用新型基于调差原理的并联控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型电子电力变压器的并联与控制结构，包括主电路由输入级、隔离级和输出级三级结构，输入级为三相电压型 PWM整流器；隔离级包括单相全桥变换器模块、高频变压器、不控整流桥模块；输出级为电压型三相桥式逆变器。
交流电源 同时与两组三相电压型 PWM整流器的输入端连接，两组电压型 PWM整流器分别是由IGBT模块构成的全控整流桥，将系统的交流电转换为直流，以便下一环节的高频调制；单相全桥变换器模块采用IGBT模块，高频变压器为单相变压器，不控整流桥采用二极管模块，其功能为将输入的直流电压转变为高频信号，经过高频变压器升压或者降压，并耦合到副方，在副方再将交流信号转换为直流电压输出；电压型三相桥式逆变器采用IGBT模块组成，将直流电转换为工频交流电，为负荷提供恒频、恒压的电压，保证供电质量。
在所述的每台EPT的电压型PWM整流器输入端连接有三相滤波电感L1； 每台EPT的电压型三相桥式逆变器输出端连接由三相电容C1与三相电感L2组成的LC三相低压滤波器。每台EPT的电压型PWM整流器输出端连接有电容C2；每台EPT的不控整流桥的输出端分别连接有电容C3，其作用是稳定直流电压。
基于调差原理的并联控制请看图2。每台EPT均独立控制，为了稳定输出电压带有电压有效值闭环控制，在此基础上引入电压频率和幅值的调差特性；首先根据输出电压和输出电流计算出有功功率和无功功率，若各EPT间的有功功率和无功功率不均衡，各EPT将通过调差特性自动调整各自的频率和电压幅值，进而使各EPT都得到相同的新的相位角和电压值，生成的正弦调制信号送给PWM脉冲发生器，通过调整输出脉冲的宽度，控制逆变器功率开关管的通断时间，进而控制逆变器输出电压波形，最终使负载达到均流控制。
Claims (4)
1.电子电力变压器的并联与控制结构，主电路由输入级、隔离级和输出级三级结构构成，其特征在于：三相交流电源输入端同时与两台电子电力变压器的输入级的输入端连接，输入级由三相电压型PWM整流器构成，其输出端接隔离级；隔离级由单相全桥变换器模块、高频变压器、不控整流桥构成，其输出端接输出级；输出级由电压型三相桥式逆变器模块构成，两台逆变器的输出交流侧并联作为输出端。
2.根据权利要求1所述的电子电力变压器的并联与控制结构，其特征是：每台电子电力变压器均独立控制，公共母线作为电压和功率的测量点。
3.根据权利要求1所述的电子电力变压器的并联与控制结构，其特征是：两组电压型 PWM整流器分别是由IGBT模块构成的全控整流桥；单相全桥变换器模块采用IGBT模块，高频变压器为单相变压器，不控整流桥采用二极管模块；电压型三相桥式逆变器采用IGBT模块组成。
4.根据权利要求1所述的电子电力变压器的并联与控制结构，其特征是：每台EPT的电压型PWM整流器输入端连接有三相滤波电感L1； 每台EPT的电压型三相桥式逆变器输出端连接由三相电容C1与三相电感L2组成的LC三相低压滤波器；每台EPT的电压型PWM整流器输出端和不控整流桥的输出端分别连接有稳定直流电压的电容C2连接有电容C3。
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|---|---|---|---|---|
| CN106992546A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-07-28 | 三峡大学 | 一种柔性直流配电网的自适应功率控制系统 |
| CN107395038A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-11-24 | 深圳市安健科技股份有限公司 | 一种多mos模块并联的发生器电源电路 |
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| CN107395038B (zh) * | 2017-08-16 | 2019-11-12 | 深圳市安健科技股份有限公司 | 一种多mos模块并联的发生器电源电路 |
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