电子测量中的电力电子变压器并联运行动态仿真

摘要：电力电子变压器并联运行有利于进一步提高电力系统的供电可靠性和供电容量，具有重要的研究价值。为了实现并联运行电力电子变压器之间负荷的稳定合理分配，并具有良好的动态响应特性，基于有功和无功调差特性方程建立了电力电子变压器的控制策略及模型，采用Matlab/Simulink模型对两台变压器并联运行的不同典型控制操作过程进行了仿真研究结果表明，该控制策略可以在保持额定供电频率的前提下，实现并联运行电力电子变压器之间的有功负荷和无功负荷的稳定合理分配，且动态特性良好。 　　0  引  言 　　电力电子变压器PET（Power－Electronic Transformer）作为一种新型的电力变压 电力电子变压器（PET）在电子测量领域中扮演着重要角色，尤其在并联运行动态仿真的场景下，其能够显著提升电力系统的供电可靠性和供电容量。PET是一种结合了电力电子变换器和高频变压器的新型电力设备，具备传统变压器功能的同时，还能够改善电能质量。这种多功能性使其在配电系统中有着广泛的应用前景。 并联运行PET的一个关键挑战是实现负荷的稳定合理分配和良好的动态响应特性。为此，研究者基于有功和无功调差特性方程构建了控制策略和模型。这些方程旨在调整PET的输出，以适应负载的变化，同时保持供电频率的稳定。例如，通过引入有功补偿系数Kp和无功补偿系数KQ，可以分别调整电压的相位角ρ和幅值U，以应对负荷的有功和无功需求。 在MATLAB/Simulink环境中，对两台并联运行的PET进行了不同控制操作的仿真研究。仿真结果证明，所提出的控制策略能够在保持额定供电频率的情况下，有效地分配并联PET间的有功和无功负荷，确保动态性能的优化。这意味着在负载发生变化时，PET能够迅速调整自身的输出，以维持整个系统的稳定运行。 PET的并联控制策略通常包括集中控制、主从控制、分布逻辑控制和无互连线控制等方式。其中，无互连线控制方式在减少复杂性和提高系统灵活性方面具有优势。在本研究中，主要探讨了两台无互连线PET的并联运行，每台PET的二次侧电压需要保持一致的频率、幅值和相位，以避免环流的产生，并通过有功和无功调差特性来实现负荷的自动分配。 PET的基本结构通常包含交-交-交变换器和交-直-交-直-交双直流变换器两种。前者结构简单但控制性能有限，而后者虽然复杂，但控制策略更为成熟，适合实际应用。在控制策略中，PET的原边采用电压和电流双闭环控制以提高功率因数，副边则采用电压闭环控制以输出恒定的交流电压。 总结来说，电子测量中电力电子变压器的并联运行动态仿真研究旨在提高电力系统的整体性能和可靠性。通过对PET并联运行的控制策略进行深入研究，可以实现负荷的动态平衡，这对于提升电网的稳定性和容量具有重大意义。未来的研究将进一步探索更高效、更智能的并联控制方法，以满足日益复杂的电力系统需求。