基于无互联线操纵的电子电力变压器并联技术

抗；。1，/.2 分别为 2 台 ept 的输出电流；为负载电流。
能，加了谐波电流操纵回路。
1.3 并联 ept 环流分析 ept 并联系统中产生环流的直接缘由是 ept 并联部 1 有功功率均分操纵策略为了削减传统下垂操纵方法所引起的输出电压稳
分输出电压不相等，而造成输出电压不相等的缘由主要是：①各 ept 模块 态频率和相位偏差，本文在的基础上提出了下述改良的有功功率下垂操纵
的基准电压幅值、相位和频率有差异；②各 ept 模块等效输出阻抗不相等。 策略：分系数，加微分环节是为了改善系统的动态响应性能；s 为功角操
基准电压幅值、相位和频率的差异表达在空载输出电压的幅值、相位和频 纵系数；ss 分别为 ept 输出电压的相角和相角给定值；p 为不含直流成分
率上，等效输出阻抗不相等也可等效为空载输出电压幅值和相位的不相等。 的平均有功功率，其计算公式为：32 无功功率均分操纵策略为了削减传
之间的矛盾。
目前，在逆变器和不间断电源的并联均流操纵方面取得了丰富的讨论成果。 本文借鉴逆变器无互联线操纵思想，针对 ept 并联运行系统，基于功率下
从并联模块间关联性的角度分析，大致可分为主从式操纵、分散规律操纵 垂操纵理论提出了一种新的无互联线操纵方法。
和无互联线式操纵 3 类。主从式操纵是在系统中设置特地的稳压及均流操 1ept 并联原理单台 ept 结构为单台 ept 基本结构，它基于变换中存在直
压的频率和幅值以实现均流，因此可真正实现冗余，但在非线性负载条件 效电路。图中：vz0 为并联母线电压；eiz，e2z 分别为 2 台 ept 的空载输
下和动态过程中均流效果较差，而且均流的实现以牺牲电压调整精度为代
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出电压；ri，r2 和 xi，x2 分别为 2 台 ept 的等效输出电阻和等效输出感 均分的同时削减 ept 输出电压的幅值偏差，二是为改善系统的负载适应性
略应基于 p-和 qv 下垂理论；当输出阻抗为阻性时，操纵策略应基于 pv 考虑到感抗 x 加时，无功功率会削减，因此，为了调整无功功率平衡，引
和 q-下垂理论。因此，为了尽可能消除有功功率和无功功率之间的耦合 入了虚拟输出电抗 ld，其计算公式为：系数；q 为平均无功功率，其计算
及削减线路阻抗对功率均分的影响，设计合适的输出阻抗就变得特别重要。 公式为：压和输出 Nhomakorabea流相乘得到。
本文所提出的功率下垂操纵策略分为 2 部分：一部分为有功功率均分操纵 这样，当无功功率加时，虚拟输出电抗也相应加，无功功率又会相应削减，
回路，其功能是在实现有功功率均分的同时削减 ept 输出电压的频率和相 最终通过适当调整闭环输出电抗而实现无功功率平衡的调整。所提出的虚
位偏差；另一部分为无功功率均分操纵回路，其功能一是在实现无功功率 拟输出电抗可以补偿因不同 ept 模块输出电压不匹配和线路阻抗不平衡
纵系数，可以获得良好的谐波电流均分性能，使得系统在非线性负载条件
下也能获得比较好的均流效果。
3 小信号模型为分析系统的稳定性和动态性能，下文在瞬时有功功率，由
输出电压和输出电流直接相乘得到。
由式〔8〕可知，当相位偏差大时，频率偏差就会削减，最终使得全部并
联 ept 的输出电压趋于同基础上导出系统的小信号模型。在输出阻抗为纯
线沟通信息，模块之间没有主从之分，可以实现冗余，但并联模块之间需 开关器件为带反并联二极管的全控型器件，如绝缘栅双极晶体管〔igbt〕、
要通信线连接，因此易受外界干扰。无互联线操纵是基于外特性下垂法， 集成门极换向晶闸管〔igct〕等。
仅检测本模块的输出功率，进行有功和无功分解后，分别调整模块输出电 1.2ic2〔1〕由分析可得：为 2 台 ept 并联系统结构。为 2 台 ept 并联等
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基于无互联线操纵的电子电力变压器并联技术
价，即功率均分与电压调制之间存在矛盾。为抑制输出电压在稳态时的频 率波动，引入平均功率暂态下垂操纵方法，较好地解决了有功功率均分与
电子电力变压器〔ept〕是一种新型电力变压器。在 ept 的拓扑结构、 输出电压频率波动之间的矛盾，但由于计算平均功率时使用了带通滤波器
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等引起的无功功率偏差。
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将式〔17〕代入式〔16〕，可得到闭环系统的小信号扰动方程为：
传统下垂操纵方法在非线性负载条件下的均流效果比较差，为了改善系统
的负载适应性，这里加了谐波电流操纵回路。输出电流的基波成分可经带
通滤波器滤波得到 114，带通滤波器的传递函数为：通过适当调整谐波操
因此，在分析环流时，为简化分析过程，可以把各 ept 模块的输出电压不 统下垂操纵方法所引起的输出电压稳态幅值偏差和提高系统的负载适应
相等等效为相应的空载输出电压不相等，而同时令各 ept 模块的等效输出 性能，本文在操纵策略：值；i，ioi 分别为输出电流和输出电流基波成
阻抗相等，即 ri=r2=r，xi 由表 i 还可知，当输出阻抗为感性时，操纵策 分；h 为谐波操纵系数。
操纵策略和改善电能质量方面开展了讨论工作。首次提出了 ept 的并联， 而使得这种操纵方法的动态响应速度较慢。为抑制输出电压幅值的波动，
指出了 ept 并联需要解决的相关问题，并以 2 台 ept 并联为例，实现了接 通过设计虚拟输出阻抗，较好地解决了无功功率均分与输出电压幅值波动
受主从式操纵方案解决 ept 输出沟通侧并联均流问题。
纵模块〔主模块〕，从模块跟踪主模块给定的电流，在各种负载条件下及 流环节 1，由输入级〔a1〕、隔离级〔a2〕和输出级〔a3〕组成。其中：
动态过程中均可很好地实现均流，但主模块发生故障将导致系统的崩溃。 输入级为三相脉宽调制〔pwm〕整流；输出级由 3 个电压型单相逆变器组
分散规律操纵是将均流操纵分散在各个模块中，并通过模块间的信号互联 成；隔离级由 3 个单相逆变器、3 个高频变压器和 3 个单相整流器组成。