基于MMC结构的电力电子变压器拓扑结构及控制策略研究_孙广星

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1、第52卷第1期：0142-0147Vol.52，No.1：0142-01472016年1月16日HighVoltageApparatusJan.16，2016DOI:10.13296/j.1001-1609.hva.2016.01.024基于MMC结构的电力电子变压器拓扑结构及控制策略研究孙广星，苟锐锋，孙伟（西安西电电力系统有限公司，西安710065）摘要：电力电子变压器是一种多功能的智能变压器，其特点是体积小重量轻，且具备改善电能质量等功能，是智能电网的重要设备之一。首先介绍了电力电子变压器的基本概念和发展趋势；之后分析了电力电子变压器的几种典型拓扑结构并简要

2、介绍了对应的控制策略。选定了一种三相四线制电力电子变压器的拓扑结构，分析了其基本原理和控制策略，并在PSIM软件中建立了其仿真模型。对电力电子变压器变压和电能质量调节这两个主要功能进行了仿真和物理试验验证，结果证明了所用拓扑结构和控制策略的正确性和有效性。关键词：电力电子变压器；三相四线制；拓扑结构；控制及调制策略；电能质量ResearchonTopologyandControlStrategyofPowerElectronicTransformerBasedonMMCStructureSUNGuangxing，GOURuifeng，SUNWei（Xi’anXDP

3、owerSystemCo.，Ltd.，Xi’an710065，China）Abstract:Powerelectronictransformer（PET）isakindofmulti-functionalintelligenttransformer，whichischaracterizedbysmallvolumeandlightweight，andhasthefunctionofimprovingpowerquality.PETisoneoftheimportantdevicesinsmartgrid.Firstly，thebasicconceptsanddev

4、elopmenttrendofthePETareintroduced.ThenseveraltypicaltopologiesofthePETareanalyzed，thecorrespondingcontrolstrategiesarebrieflyintroduced.Akindofthree-phasefour-wirePETtopologyisselected，andwhichthebasicprincipleandcontrolandmodulationstrategyareanalyzed.ThenthePETsimulationmodelisesta

5、blishedbythePSIMsoftware.InordertocheckthePETtwomainfunctionswhicharethevoltagechangeandpowerqualityregulationthispapermakesthesimulationandphysicalexperiment.TheresultsshowthattheeffectivenessandvalidityofthetopologyandcontrolstrategyofthePET.Keywords:powerelectronictransformer；three

6、-phasefour-wire；topologystructure；controlandmodulationstrategy；powerquality0引言电力电子变压器(powerelectronictransformer，PET)是使用电力电子变换器和高频变压器来实现图1AC-AC型电力电子变压器常规工频变压器变压功能以及实现电能质量调节Fig.1AC-ACpowerelectronictransformer功能的一种复合型装置。电力电子变压器主要有两种原理型式[1]，即AC-AC型和AC-DC-AC型，分别见图1、2。图1、2两种型式的PET原理都是在高频变

7、压器的原边将工频电压通过电力电子变换器变为高图2AC-DC-AC型电力电子变压器Fig.2AC-DC-ACpowerelectronictransformer频电压，即升频，然后通过中间高频变压器耦合到收稿日期：2015-06-26；修回日期：2015-07-18研究与分析孙广星，苟锐锋，孙伟.基于MMC结构的电力电子变压器拓扑结构及控制策略研究·143·高频变压器的副边，再利用电力电子变换器还原成变换器并联结构和独立直流母线的全桥并联结构。工频电压，即降频。这两种型式的不同点在于前者另一方面，目前对PET控制策略的研究则是基于电无中间直流环节，结构简单且节省开关

8、器件，但不