基于电力电子变压器并联运行动态的Matlab仿真设计

本文基于有功和无功调差特性方程建立了PET控制策略及模型，基于该模型对PET并联运行动态过程进行仿真研究。仿真结果表明，该控制策略可以在保持额定供电频率的前提下，实现有功、 无功负荷的稳定分配，且动态特性良好。 电力电子变压器（PET）是现代电力系统中一种重要的设备，结合了传统变压器的功能与电力电子技术的优势。PET可以通过高频变压器实现磁耦合，不仅能够进行电压变换和能量传输，还能提供电能质量控制，比如改善功率因数。本文主要探讨了PET在并联运行时的动态行为，并使用Matlab仿真工具进行了深入研究。 PET的拓扑结构通常分为两种：交-交-交变换器和交-直-交-直-交双直流变换器。其中，交-直-交-直-交结构具有更好的可控性，常用于实际应用。PET的原边采用电压型PWM整流电路，通过电压和电流双闭环控制，确保在各种负载条件下接近单位功率因数。原边逆变器则采用开环控制，而副边逆变器为了输出恒压、恒频的交流电，采用电压闭环控制。 并联运行的PET需要解决的关键问题是负载分配和避免环流。为实现这一目标，每个PET的二次侧电压需保持相同的频率、幅值和相位。控制策略通常包括有功调差和无功调差特性，即通过调整逆变器的输出相位角和幅值来自动平衡各PET间的有功和无功负荷。本文提出了一种基于初相角调差特性的控制方法，可以在保持额定供电频率不变的情况下，实现负荷的稳定分配。 在MATLAB/Simulink环境中构建的仿真模型中，两台同参数PET并联运行，仿真结果显示，该控制策略能有效地进行有功和无功负荷的稳定分配，且具有良好的动态特性。仿真还考虑了PET参数不一致的情况，例如限流电抗器或连接线电感的差异，通过在公共母线上设置电压测量点，保证了功率的稳定分配。 此外，仿真分析了PET并联运行时的动态响应，包括负载阶跃变化和非线性负载情况，进一步验证了控制策略的适用性和鲁棒性。通过这种方式，可以优化PET并联运行的性能，提高系统的可靠性和容量。 本文对基于电力电子变压器的并联运行动态特性进行了深入研究，提出了一种基于初相角调差的控制策略，并通过MATLAB仿真证明了其有效性。这种方法为PET并联运行提供了新的思路，对于电力系统的可靠性和电能质量提升具有重要意义。同时，对于电力工程的学生和研究人员来说，这样的仿真设计也是一个有价值的课设或毕业设计课题，有助于深化对电力电子技术的理解和实践。