基于三電平拓?fù)涞碾娏﹄娮幼儔浩餮芯?/h1>
4.1 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行
圖5為三電平PET穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的仿真波形。它在保證輸出級輸出電壓恒定的同時,使輸入電流及輸出電壓均為正弦波,且實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)控制。由圖5c可見,在VT1承受電壓降為零時對其進(jìn)行了開通與關(guān)斷,實(shí)現(xiàn)了零電壓開關(guān)。經(jīng)快速傅里葉變換分析,其單相輸入電流總諧波畸變率約為1.04%,單相輸出電壓THD≈0.93%。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/177790.htm
4.2 輸入電壓波動±20%
圖6為輸入電壓波動時的仿真波形。在0.505 s處,初級10 kV系統(tǒng)輸入電壓出現(xiàn)20%的電壓上升,持續(xù)2個周期后恢復(fù)正常,在0.565 s處輸入電壓又出現(xiàn)20%的電壓跌落,持續(xù)2個周期后恢復(fù)正常。從仿真結(jié)果可見,輸出電壓幾乎不受影響,有效抑制了輸入電壓的波動。
4.3 輸入電壓發(fā)生頻率閃變
圖7為輸入電壓發(fā)生頻率閃變時的仿真波形。在0.505 s處,輸入電壓出現(xiàn)10 Hz的頻率跌落,持續(xù)2個周期后恢復(fù)正常,在0.565 s處輸入電壓又出現(xiàn)10 Hz的頻率上升,持續(xù)2個周期后恢復(fù)正常。由仿真結(jié)果可見,輸出電壓幾乎不受影響,能夠有效抑制輸入電壓頻率的閃變。
4.4 輸入電壓含基波幅值20%的5次、7次諧波
圖8為輸入電壓含有基波幅值20%的5次、7次諧波時的仿真結(jié)果。由FFT分析可知,單相輸出電壓的THD≈0.97%,可見PET輸出仍維持了較好的正弦度??梢娂词馆斎腚妷褐杏休^多的諧波,由于隔離級的存在阻礙了諧波擴(kuò)散,因此輸出電壓基本不受影響。
4.5 負(fù)載投切
圖9為突加負(fù)載時的仿真波形,0.45 s時突加66.7%的負(fù)載。由仿真可見,在突加負(fù)載后輸入電流變大,但仍維持正弦波且與輸入電壓之間功率因數(shù)為1。輸出電壓在突加負(fù)載時發(fā)生一定的波動,但馬上又恢復(fù)正常。說明負(fù)載投切對輸出電壓衡,在負(fù)載突加后略微變大,但始終保持在2 V以內(nèi),說明中點(diǎn)電壓控制達(dá)到了很好的效果。
5 結(jié)論
所提出的三電平PET在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時能夠保持初級可控且良好的電壓電流波形,在輸入電壓波動、頻率閃變、含有諧波及負(fù)載投切等動態(tài)過程中都能保持輸出電壓的恒定,有效地抑制了可能出現(xiàn)的擾動,實(shí)現(xiàn)了良好的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)。在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上三電平PET可在有效提高輸入電壓等級的同時降低開關(guān)損耗,使得PET的實(shí)用化變?yōu)榭赡?。另外,PET電路中的直流環(huán)節(jié)也為光伏發(fā)電等新能源系統(tǒng)以及儲能系統(tǒng)的直接接入提供了接口。目前,所提出的三電平PET的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)尚處在研制中,待樣機(jī)完成后可以直接應(yīng)用在6 kV的配電系統(tǒng)中。
4.1 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行
圖5為三電平PET穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的仿真波形。它在保證輸出級輸出電壓恒定的同時,使輸入電流及輸出電壓均為正弦波,且實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)控制。由圖5c可見,在VT1承受電壓降為零時對其進(jìn)行了開通與關(guān)斷,實(shí)現(xiàn)了零電壓開關(guān)。經(jīng)快速傅里葉變換分析,其單相輸入電流總諧波畸變率約為1.04%,單相輸出電壓THD≈0.93%。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/177790.htm
4.2 輸入電壓波動±20%
圖6為輸入電壓波動時的仿真波形。在0.505 s處,初級10 kV系統(tǒng)輸入電壓出現(xiàn)20%的電壓上升,持續(xù)2個周期后恢復(fù)正常,在0.565 s處輸入電壓又出現(xiàn)20%的電壓跌落,持續(xù)2個周期后恢復(fù)正常。從仿真結(jié)果可見,輸出電壓幾乎不受影響,有效抑制了輸入電壓的波動。
4.3 輸入電壓發(fā)生頻率閃變
圖7為輸入電壓發(fā)生頻率閃變時的仿真波形。在0.505 s處,輸入電壓出現(xiàn)10 Hz的頻率跌落,持續(xù)2個周期后恢復(fù)正常,在0.565 s處輸入電壓又出現(xiàn)10 Hz的頻率上升,持續(xù)2個周期后恢復(fù)正常。由仿真結(jié)果可見,輸出電壓幾乎不受影響,能夠有效抑制輸入電壓頻率的閃變。
4.4 輸入電壓含基波幅值20%的5次、7次諧波
圖8為輸入電壓含有基波幅值20%的5次、7次諧波時的仿真結(jié)果。由FFT分析可知,單相輸出電壓的THD≈0.97%,可見PET輸出仍維持了較好的正弦度??梢娂词馆斎腚妷褐杏休^多的諧波,由于隔離級的存在阻礙了諧波擴(kuò)散,因此輸出電壓基本不受影響。
4.5 負(fù)載投切
圖9為突加負(fù)載時的仿真波形,0.45 s時突加66.7%的負(fù)載。由仿真可見,在突加負(fù)載后輸入電流變大,但仍維持正弦波且與輸入電壓之間功率因數(shù)為1。輸出電壓在突加負(fù)載時發(fā)生一定的波動,但馬上又恢復(fù)正常。說明負(fù)載投切對輸出電壓衡,在負(fù)載突加后略微變大,但始終保持在2 V以內(nèi),說明中點(diǎn)電壓控制達(dá)到了很好的效果。
5 結(jié)論
所提出的三電平PET在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時能夠保持初級可控且良好的電壓電流波形,在輸入電壓波動、頻率閃變、含有諧波及負(fù)載投切等動態(tài)過程中都能保持輸出電壓的恒定,有效地抑制了可能出現(xiàn)的擾動,實(shí)現(xiàn)了良好的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)。在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上三電平PET可在有效提高輸入電壓等級的同時降低開關(guān)損耗,使得PET的實(shí)用化變?yōu)榭赡?。另外,PET電路中的直流環(huán)節(jié)也為光伏發(fā)電等新能源系統(tǒng)以及儲能系統(tǒng)的直接接入提供了接口。目前,所提出的三電平PET的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)尚處在研制中,待樣機(jī)完成后可以直接應(yīng)用在6 kV的配電系統(tǒng)中。
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