电力电子变压器(PET)是一种利用电力电子变换技术来实现传统变压器功能的新型电能转换工具。它的核心特点在于使用电力电子器件,如GTO、IGBT等,这些器件的发展推动了电力电子技术在变压器领域的应用。与传统的变压器相比,电力电子变压器体积更小、重量更轻,并且对环境无污染。它的出现是为了解决传统变压器在体积、污染、控制精度及响应速度上的不足,同时在提高电能质量、保证电网稳定性方面发挥重要作用。
传统变压器多采用铁芯式和油浸式,存在着体积庞大和环境污染的问题。而电力电子变压器,即固态变压器,能够将工频交流电转换为直流电,经过高频变压器进行隔离,最后将直流电逆变成工频交流电供用户使用。这种转换过程不仅提高了能量转换效率,而且还能实现对电网参数的实时调节。
论文中提到的电力电子变压器的工作原理包括了单相和三相变压器的应用。单相电力电子变压器主要用于住宅或小型商业用电,而三相电力电子变压器则适用于工业用电或电力系统的主干网络。在工作原理上,无论是单相还是三相,都需要考虑输入和输出侧的控制策略。
在输入侧,为了确保电流和电压同相位,采用了网侧电流跟随控制方法,并结合锁相环技术(PLL),这是一种用于同步电网电流和电压的控制技术。在输出侧,则采用了重复PI控制策略,这是一种能够提高系统响应速度和控制精度的控制方法。重复PI控制策略结合了比例积分(PI)控制和重复控制的优点,它不仅能补偿静态误差,还能有效地抑制周期性干扰。
实现分级控制策略是指将电力电子变压器的控制分为多个层次,从而能够针对不同的操作要求进行精确调节。分级控制策略包括了输入侧和输出侧的控制方法,以及保证整个系统稳定运行的策略。通过这种方式,不仅能够实现变压器的功能,还能够根据电网的具体情况改变电网质量。
论文通过MATLAB/SIMULINK进行仿真实验,验证了所提出的控制策略的有效性。MATLAB/SIMULINK是一种强大的仿真工具,能够对电子电路、信号处理以及控制系统进行建模和仿真。仿真结果表明,在不同的运行条件下,该控制策略能够保持电力电子变压器运行稳定,输出电压保持恒定,并且改善了电网质量。
电力电子变压器控制策略的仿真分析,充分展示了该技术在提高电能质量、优化电网性能方面的潜力。其关键点在于利用电力电子变换技术,实现变压器功能的同时,通过分级控制策略和先进的控制算法,确保变压器能高效、稳定地工作,并能有效响应电网的各类变化。这一研究领域对于电力系统的现代化和智能化具有重要价值。