探究电网供电的电子变压器控制系统优化设计

翟志强+王伟+刘玉龙

摘 要：本文通过对电力电子变压器控制算法的研究，分析如何实现电能质量的调节，有效降低系统的运营成本，从而显著提高系统的动稳态特性。

关键词：电力电子；变压器；控制；算法

前言：近些年来，分布式发电技术与高压直流输电技术被广泛的应用和推广开来，从而备受人们的关注。电力电子变压器含有直流环节，可达到风光互补的输入和交直流共存输出的目的。电力电于变压器的应用领域主要集中在运用电力、交通、军事等行业中，其是一种实现电压调节与功率变换的装置。与传统铁芯式变压器相比，电力电子变压器实现了从低频化到高频化、小型化的转型，同时可以实现对变压器原、副方电压幅值和相位的灵活控制。

1 系统结构与原理

电力电子变壓器的结构主要分为两种形式，一种是指无直流环节的直接AC-AC的拓扑结构，另一种形式为含有直流环节的拓扑结构，即AC-DC-AC结构。图一为拓扑结构示意图。

AC-DC 模块中将三相高压、工频交流电通经三相PWM整流为直流电；DC-DC模块将直流电调制成为单相高频方波，经高频变压器耦合后再全控整流成直流电，DC-AC模块将直流电经三相PWM逆变成三相交流电，经滤波后供负载使用。DC-DC环节与DC-AC环节均采用开环控制的方法，故控制策略不作具体研究[1]。

1.1高压PWM 整流原理

PWM整流器不仅能够实现直流母线电压灵活调节，还能保证交流网侧的单位功率因数运行。根据基尔霍夫电压定律，建立三相VSR数学表达式：