针对现有变压器无法应对高渗透率可再生能源出力强波动性引起的电压骤降/骤升等问题,提出1种基于三桥臂功率变换器的新型混合配电变压器HDT(hybrid distribution transformer)。该方法通过在现有配电变压器的一次侧增加1个串联三桥臂功...针对现有变压器无法应对高渗透率可再生能源出力强波动性引起的电压骤降/骤升等问题,提出1种基于三桥臂功率变换器的新型混合配电变压器HDT(hybrid distribution transformer)。该方法通过在现有配电变压器的一次侧增加1个串联三桥臂功率变换器来实现。所提新型混合配电变压器具有可降低功率变换器额定功率和增加1个额外电流回路以提升变压器自由度的优点。此外,为进一步提升变压器的电能质量,所提方法综合了电压矢量,可补偿电压骤降/骤升和电网电压谐波对变压器的不利影响,提高了电网的功率因数,提升了配电网的输电效率。最后,讨论了所提混合配电变压器的配置和控制策略等,并通过仿真实验分析,验证了所提方法的有效性和优越性。展开更多
配电变压器是电能供给和需求的交汇点,也是配电网故障、电能质量等不利因素对源网荷储产生影响的集散点,但存在不可控、无故障隔离与穿越能力等缺点,难以实现源网荷储的灵活调控与优化运行。近年来,国内外学者针对柔性可控的混合式配电...配电变压器是电能供给和需求的交汇点,也是配电网故障、电能质量等不利因素对源网荷储产生影响的集散点,但存在不可控、无故障隔离与穿越能力等缺点,难以实现源网荷储的灵活调控与优化运行。近年来,国内外学者针对柔性可控的混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)技术开展了广泛研究,并提出一系列拓扑及控制方法,但未对相关研究工作进行系统地归纳整理与分析总结。为此,该文首先分析面向新能源配电网的HDT应用需求,回顾现有HDT发展历史,对HDT涉及的关键技术,尤其是工频变压器和变流器串并联集成的HDT拓扑结构、装置级和变流器级的控制保护协调技术、工频变压器与变流器集成化及关键部件设计、HDT技术标准化情况等进行梳理和总结。最后,对HDT发展存在的关键制约因素及未来发展方向进行讨论和展望,以期为面向新型配电网的智能配电变压器的发展与研究提供新思路。展开更多
为实现中低压直流互联场景中串并联直流固态变压器的高效传输和灵活调压,组合CLLLC变换器模块和Buck/Boost-CLLLC变换器模块形成新的混合型串并联双向直流固态变压器(hybrid series-parallel bi-directional DC solid state transformer...为实现中低压直流互联场景中串并联直流固态变压器的高效传输和灵活调压,组合CLLLC变换器模块和Buck/Boost-CLLLC变换器模块形成新的混合型串并联双向直流固态变压器(hybrid series-parallel bi-directional DC solid state transformer, HSBDCSST),使其兼具Buck/Boost-CLLLC变换器的双向灵活调压和CLLLC变换器的双向高效传输优势。同时提出了CLLLC模块的同步方波控制和Buck/Boost-CLLLC模块的改进虚拟直流电机(improvement virtual direct current motor, IVDCM)控制。其中各CLLLC模块采用同一个固定频率占空比为50%的方波进行控制以保证高效率。而对于Buck/Boost-CLLLC模块,在传统虚拟直流电机(virtual direct current motor,VDCM)控制的基础上引入直流电机额定角速度随机械功率按比例变化的环节,构成IVDCM控制策略,实现调压并改善直流变压器的惯性阻尼特性,有效提高了系统的响应速度与动态特性。最后搭建3模块串并联系统的Matlab/Simulink仿真模型及实验平台,验证了该控制方法的有效性。展开更多
针对配电网中的电压波动问题,提出了一种由传统工频变压器与电力电子变换器组合而成的混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)。首先,在不同HDT拓扑分析的基础上,选取了具有一定结构优势的双极性直接式AC/AC变换器(bipo...针对配电网中的电压波动问题,提出了一种由传统工频变压器与电力电子变换器组合而成的混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)。首先,在不同HDT拓扑分析的基础上,选取了具有一定结构优势的双极性直接式AC/AC变换器(bipolardirectAC/ACconverter,BD-AC)作为HDT的电力电子组成部分;其次,对HDT的拓扑结构与运行原理进行了分析并提出了相应的控制策略;再次,基于状态空间平均法构建了HDT的状态空间平均模型,并以松弛二端口网络理论为依托,对HDT的系统特性进行了理论分析;最后,通过搭建仿真系统验证了理论分析的合理性与有效性。展开更多
混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)能够替代传统配电变压器,在配电网中实现无功功率动态调节,从而提升电能质量。为了将HDT应用于主动配电网电压无功优化场景,对其拓扑结构以及运行机理进行分析,由此推导其可控无...混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)能够替代传统配电变压器,在配电网中实现无功功率动态调节,从而提升电能质量。为了将HDT应用于主动配电网电压无功优化场景,对其拓扑结构以及运行机理进行分析,由此推导其可控无功功率范围。以稳定节点电压和控制成本最小化为目标,建立含多台HDT的无功动态优化模型。为解决动态优化模型存在由于线路参数误差所导致的模型不确定性问题,设计一种鲁棒模型预测控制策略。通过确定模型不确定性的边界,将含不确定性约束的优化问题转化为Min-Max问题,并最终转化含二阶锥约束的二次规划问题。在有效应对模型不确定性影响的同时,实现优化问题高效求解。在改进后的IEEE 33节点系统上的测试结果,验证了所提控制策略的有效性和鲁棒性。展开更多
文摘针对现有变压器无法应对高渗透率可再生能源出力强波动性引起的电压骤降/骤升等问题,提出1种基于三桥臂功率变换器的新型混合配电变压器HDT(hybrid distribution transformer)。该方法通过在现有配电变压器的一次侧增加1个串联三桥臂功率变换器来实现。所提新型混合配电变压器具有可降低功率变换器额定功率和增加1个额外电流回路以提升变压器自由度的优点。此外,为进一步提升变压器的电能质量,所提方法综合了电压矢量,可补偿电压骤降/骤升和电网电压谐波对变压器的不利影响,提高了电网的功率因数,提升了配电网的输电效率。最后,讨论了所提混合配电变压器的配置和控制策略等,并通过仿真实验分析,验证了所提方法的有效性和优越性。
文摘配电变压器是电能供给和需求的交汇点,也是配电网故障、电能质量等不利因素对源网荷储产生影响的集散点,但存在不可控、无故障隔离与穿越能力等缺点,难以实现源网荷储的灵活调控与优化运行。近年来,国内外学者针对柔性可控的混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)技术开展了广泛研究,并提出一系列拓扑及控制方法,但未对相关研究工作进行系统地归纳整理与分析总结。为此,该文首先分析面向新能源配电网的HDT应用需求,回顾现有HDT发展历史,对HDT涉及的关键技术,尤其是工频变压器和变流器串并联集成的HDT拓扑结构、装置级和变流器级的控制保护协调技术、工频变压器与变流器集成化及关键部件设计、HDT技术标准化情况等进行梳理和总结。最后,对HDT发展存在的关键制约因素及未来发展方向进行讨论和展望,以期为面向新型配电网的智能配电变压器的发展与研究提供新思路。
文摘为实现中低压直流互联场景中串并联直流固态变压器的高效传输和灵活调压,组合CLLLC变换器模块和Buck/Boost-CLLLC变换器模块形成新的混合型串并联双向直流固态变压器(hybrid series-parallel bi-directional DC solid state transformer, HSBDCSST),使其兼具Buck/Boost-CLLLC变换器的双向灵活调压和CLLLC变换器的双向高效传输优势。同时提出了CLLLC模块的同步方波控制和Buck/Boost-CLLLC模块的改进虚拟直流电机(improvement virtual direct current motor, IVDCM)控制。其中各CLLLC模块采用同一个固定频率占空比为50%的方波进行控制以保证高效率。而对于Buck/Boost-CLLLC模块,在传统虚拟直流电机(virtual direct current motor,VDCM)控制的基础上引入直流电机额定角速度随机械功率按比例变化的环节,构成IVDCM控制策略,实现调压并改善直流变压器的惯性阻尼特性,有效提高了系统的响应速度与动态特性。最后搭建3模块串并联系统的Matlab/Simulink仿真模型及实验平台,验证了该控制方法的有效性。
文摘针对配电网中的电压波动问题,提出了一种由传统工频变压器与电力电子变换器组合而成的混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)。首先,在不同HDT拓扑分析的基础上,选取了具有一定结构优势的双极性直接式AC/AC变换器(bipolardirectAC/ACconverter,BD-AC)作为HDT的电力电子组成部分;其次,对HDT的拓扑结构与运行原理进行了分析并提出了相应的控制策略;再次,基于状态空间平均法构建了HDT的状态空间平均模型,并以松弛二端口网络理论为依托,对HDT的系统特性进行了理论分析;最后,通过搭建仿真系统验证了理论分析的合理性与有效性。
文摘混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)能够替代传统配电变压器,在配电网中实现无功功率动态调节,从而提升电能质量。为了将HDT应用于主动配电网电压无功优化场景,对其拓扑结构以及运行机理进行分析,由此推导其可控无功功率范围。以稳定节点电压和控制成本最小化为目标,建立含多台HDT的无功动态优化模型。为解决动态优化模型存在由于线路参数误差所导致的模型不确定性问题,设计一种鲁棒模型预测控制策略。通过确定模型不确定性的边界,将含不确定性约束的优化问题转化为Min-Max问题,并最终转化含二阶锥约束的二次规划问题。在有效应对模型不确定性影响的同时,实现优化问题高效求解。在改进后的IEEE 33节点系统上的测试结果,验证了所提控制策略的有效性和鲁棒性。
