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电力电子变压器的控制策略
作者：李松
来源：《电子技术与软件工程》2017年第23期
摘 要 电力电子变压器是一种新型的只能变压器，不仅具有变压功能，还能并联运行，不管是电压，还是电流波形，都能灵活的控制，提高了电力系统的稳定性。本文主要对PET的控制策略进行了阐述。
【关键词】电力电子 变压器 控制策略
电力电子变压器可以简写为PET，在国外，这方面的研究已经取得了新的突破，特别是在工业配电系统方面，PET收获了不错的成绩。近些年，我国才开始研究PET，主要研究了PET新型拓扑以及控制策略，取得一定的进展，发挥了重要的作用。 1 PET提高电能质量的控制策略 1.1 AC/AC型PET控制策略 1.1.1 电压有效值控制
这个控制策略不仅结构简单，而且易于控制，不过，也存在不足之处，当输入的电压处于频繁变化的状态时，因为有效值计算电路会用去很多的计算时间，不能马上抑制输出电压，从而造成严重的影响。 1.1.2 电压瞬时值的控制
其控制策略的框图见图1，这个控制策略具有明显的优势，通过电压瞬时值，PET的动态响应性能会得到很好的控制，可以快速的抑制不同动态电能，减小其对输出电压的副作用。 1.1.3 四级开关的控制策略
在开关动作时，如果电流突变，就会造成电压过大，为了保护电力电子的器件，通过四级开关，短路现象得到了有效的预防，即使是无吸收电路，开关器件也可以安全的换向，进而减少了开关的损耗。
1.2 AC/DC/AC型PET控制策略
（1）输入级的控制策略。在电力系统中，通过PET的输入级控制，交流电压会变成直流电压，有利于调侃下一级的电路。对于传统的整流电路，主要通过二极管、晶闸管来整流，这
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样的方式对电网造成了很大的污染，如果选择PWM技术，除了可以让整流器网侧电流的正弦化成为现实，还能随意的改变功率因数，使能量可以双向的流动。
（2）隔离级的控制策略。对于PET隔离级来说，通过一次侧逆变器，是把输入级的直流改变成为高频的交流电，再通过变压器藕合到二次侧，经过整流器成为直流的电压。 （3）输出级的控制策略。对于PET输出级，指的是把隔离级所输出的直流电变成工频的交流电。
2 无功优化控制策略
对于无功优化控制，主要方式为改变变压器，一是有开关的分接头，二是投切电容器，不过，这种控制经常造成电压崩溃，从而引发大面积的停电现象。为了PET运行的稳定性，应以PET简化模型为基础，对于PET一次侧，应选择直流电压的控制策略，并且，控制PET以及系统的无功功率，基于所带负载，可将PET二次侧控制策略归为两种： （1）二次侧带有源负载，通过定功率进行控制。 （2）二次侧系统带无源负载，通过定交流电压进行控制。 3 PET与发电机励磁的协调控制策略
PET是新兴的输变电设备，除了具有传统变压器的功能，还可以灵活的控制一次侧、二次侧的运行，在很大程度上，增强了输电系统的稳定性，并对远距离的输电提供的方案。优点：PET和发电机励磁的控制更为协调，不管是交流侧电压幅值，还是相位都可以进行控制，并对电压、电流以及功率进行了实时控制，同时，在暂态时，发电机励磁控制增大了系统的阻尼，电源特性得到了良好的改善。 4 变压器并联运行的控制策略 4.1 主从控制策略
对PET进行主从控制时，主机可是1台，也可能是多台，通过恒压、恒频，可以稳定公共母线的频率、频率，使波形是正弦波，在主机之外，均属于从机，通过对从机电流的有效控制，能够使电流均衡。对于公共母线的电压，主要靠主机来建立、维持，并且，为从机发送相应的控制指令。其优势有：不用测量负载电流，很容易实现系统的扩展。对于负载电流的均衡性，PET和公共母线的线阻抗影响较小。缺点为：如果主机发生故障，系统不能正常的运行。 为了解决以上的问题，应该选择1根信号联络线，以此来反映主机的工作情况，如果主机发生故障，系统就会自动地选择一台正常工作从机的PET，将其当作主机，确保系统能够正常的工作。
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4.2 集中式功率偏差控制策略
对于集中控制中心而言，主要取决于功率偏差的控制系统，对一个同步信号进行控制时，如果每台并联的PET所输出的电压频率、相位相近，可以判定每台PET电流偏差是因为电压幅值的差异造成的。如果均流精度被再次增加，可通过有功或无功偏差量进行补偿。有功电流取决于相角差，而无功电流则取决于电压幅值差，相位可以通过有功偏差来补偿，而电压幅值可通过无功偏差进行补偿。其优势为：系统的均流效果比较好。缺点为：要对系统中的PET数量、总负载电流进行检测，系统很难得到扩展。如果遇到单点故障，整个系统会处于瘫痪状态。
4.3 并联控制的策略
并联控制的策略主要是针对各个中心环节的控制权，做到分散与独立，让各个模块的单元可以独立工作，把控制权交于各个PET，让各个PET测定自己的功率、电压，然后，传递于其它的模块，同时，还能够收到其它模块发出的电压信号等，通过有关基准的信号，做出综合的判断。
对于分散逻辑的控制，实现了\的运行模式，即使有1个模块出现故障，其它的模块依然可以正常工作。缺点为：在各模块之间的联络线比较多，让系统变得更加的复杂性，很大程度上降低了系统的可靠性。 4.4 无联络线控制的策略
基于调差原理，就无联络线的控制来说，主要是将PET控制电路进行独立控制，通过公共母线的输出电压以及负载信息，再根据调差公式，调节电压的幅值、频率等。优势：PET的并联安装比较自由，不受地理位置的约束。缺点：比起主从控制等，未能具有专门的电流分配环，不能同时获知精确的输出电压，想要实现良好的均流效果，就要让PET出口的电压幅值等做出牺牲。
4.5 交直流混合并联的控制策略
对于并联运行的控制，前四种的控制策略都针对的是交流均流的问题，假设俩台PET直流母线处于并联状态，除了处理交流均流的问题，也要处理直流均流的问题。 5 结语
由于外部条件复杂、多变，很多场所的电压大，且功率高，因此，提出了新型的PET，然而，随之也出现了很多故障，为了对电力系统的动态进行控制，应该优化PET拓扑结构，以及控制策略，只有这样，才能满足电力系统的实际需求。 参考文献
电力电子变压器的控制策略
