面向智能配電網的電力電子變壓器研究

劉泉

摘 要：智能配電網體系的有效構建能夠確保整體城市電力環境具備功能延伸優勢，更在現有電力企業經濟環境中，提供更加穩定的電力供應條件，為后續配電網環境的構建提供了良好的信息統籌基礎同時，也為后續城市功能體系延伸提供了參照條件，確定了后續發展趨勢具備能源供應平臺。本文基于智能配電網的電力電子變壓器特性展開分析，確定實際功能優勢同時鞏固工作原理，期望在應用論述中清晰環境條件，并為后續智能配電網體系的構建提供良好參照。

關鍵詞：智能配電網；電力電子變壓器；研究

1 電力電子變壓器概述

針對當前城市功能體系構建對電網環境的要求，應當提供有效且具備穩定條件的電力供應系統才能夠確保整體功能環境構建完善，并為后續電力系統環境延伸打下扎實基礎。其中，智能化技術的有效落實，既能夠鞏固整體電力供應環境具備數據統籌的條件，同時更確保了整體功能環境構建完善，為后續供電質量和電源接入效率提供延伸條件。其中，針對智能化技術的落實，采取有效的電力電子變壓器元件能夠確保整體變壓工作和隔離工作被落實完善，同時更能夠基于電力系統特性為故障設備運行環境提供保護，在不會影響整體區域功能環境運轉同時，為后續高供電設備的轉型埋下扎實的適應基礎。其次，在實際功能貫徹中，電力電子變壓器更具備自平衡能力，能夠基于結構環境實現功率雙向流動的特性，即確保了整體電源體系具備數據信息傳導的優勢，更在此基礎上提供了新型電源供應方式，以此鞏固了城市智能配電網落實的先進性。

2 電力電子變壓器工作優勢

首先，電力電子變壓器具備質量輕、成本低且無污染的結構優勢。通過有效的高頻變壓器條件不但完善了整體功率環境，更降低了結構體系所占空間，同時相比較傳統變壓器條件在經濟性上也具備一定優勢。而針對無污染的優勢，主要是電力電子變壓器內部摒棄了絕緣油污染條件，為現有功能環境帶來了可持續發展的優勢；其次，電力電子變壓器有效改善了供電系統的穩定性，在通過模塊體系特性展開電力安裝過程中，元件之間引線連接的模式環節已經有效降低，同時基于電壓與電流關系提供了更加完善的系統處理與數據傳導條件，基于智能化系統的落實，更為穩定電力系統構筑提供了控制精準的條件，確保了配電系統整體功率環境優化，并在后續功能體系構建中提供了延伸優勢。再次，電力電子變壓器自身采取數字化控制條件，在故障出現過程中具備完善的審核確定條件，從而利用通訊系統為相應維修工作人員提出訊號，在此期間則通過備用電網體系為整體功能環境提供持續性功能條件，如此不但增強了整體電網可掌控性，更確保了智能化電網體系落實完善，為后續電網保護和恢復需求提供了穩定完善的延伸平臺。而后，在電力電子變壓器運作過程中，不必采取充油條件，如此不但降低了生態環境污染的隱患，更在此基礎上為整體電力系統穩定性提供了先進的參照條件，并鞏固了內部電力環境結構穩定性。最后，在智能配電網功能運轉環境中，電力電子變壓器可以改變電力系統內部節點電壓的數值大小和相位關系，不但能夠促進整體電網系統的控制質量提升，更能夠針對電力網路系統提供有效的補償條件，確保有效降低諧波環境和無功消耗，如此極大的降低了電廠環境能源和經濟的消耗，更能夠基于電力特性提供穩定的電力供應條件，確保城市智能電網發展具備可持續的經濟延伸優勢。

3 電力電子變壓器電路工作原理

電力電子變電器的基本工作原理：從原方的工頻信號通過電力電子變換器轉化為高頻的信號，即升頻，然后通過中間高頻隔離變壓器耦合到副方，再利用電力電子變換器還原成工頻信號，即降頻。其實，簡單來說就是，通過運用一定的控制方案來改變電力電子裝置的工作，把一種頻率、電壓、波形的電能變換為另一種頻率、電壓、波形的電能。一般來說，電力電子變換器主要控制波形，對于諧波、相位、頻率等等都可以控制；高頻變壓器主要提供原、副方系統隔離。

3.1 輸入級控制條件

為了保證副方提供給用戶的電壓恒定和波形正弦，還要保證盡量減小輸入側電流諧波，減小對電網造成的諧波污染。要確保PET電網側的電流為正弦以及實現網側功率因數可控，通常會用到雙閉環控制，就是電壓外環和電流內環控制，這樣不僅可以實現輸入電流正弦，而且實現輸入功率因數可控。

3.2 中間隔離體系控制

中間隔離級需要將來自輸入級的直流調制成高頻方波信號，并經過高頻變壓器耦合到副方，再還原成直流信號。

通過對高頻變壓器原方三電平半橋中的四個開關器件進行控制，將來自輸入級的直流高壓調制成高頻方波信號，然后經過高頻變壓器耦合至副方。在這里，高頻變壓器的作用有兩個：一是實現原方系統和副方系統的隔離；二是實現電壓等級變換。典型PET隔離模塊采用全橋整流模式。

3.3 輸出級控制條件

負載側輸出采用電壓恒定控制，主要目的是獲得輸出恒壓、恒頻的交流電壓，當負載在一定范圍內變化時，應該保持穩定的輸出電壓。為此，采用恒壓恒頻控制。

4 電力電子變壓器在智能配電網中的應用狀況

電壓擾動經常會出現在配電系統的線路中，比如：電壓驟升、驟降、閃變、波動等。特別是對于電壓敏感的負荷的設備，珍貴數據的丟失、通信的中斷等會造成很大的損失，給工作、生活、學習造成很大的困擾，如電腦的斷電、通信設備的斷線等。雖然傳統的動態電壓恢復器可以解決配電線路電壓擾動的問題，但是可調自耦變壓器和隔離變壓器動態響應比較慢，它需要大的工頻變壓器，工頻變壓器的缺點是體積大、成本高，而且變換效率低，這樣傳統的動態電壓恢復器對于解決配電網中的電壓干擾問題也不是很有效。故而，通過一定的研究和試行，出現了電力電子變壓器的三級動態電壓恢復器。該動態電壓恢復器輸入級為三相半橋PWM整流器，這種整流器可以從電網中獲取能量，其優點是可連續運行而不斷，不僅可以使整流器電網側電流正弦化，而且可以很有效地降低低次諧波，并提升了運行單位功率因數。

5 結束語

電力電子變壓器功能的貫徹確保了現有城市電力功能環境的轉型具備延續優勢，同時更能夠基于智能配電網特性提供完善的數據統籌和信息溝通條件，鞏固了智能化電力功能環境的穩定性同時，更確保了后續智能化工作開展具備延續設備基礎。故而，在論述電力電子變壓器應用和優勢同時，應當明確其真實應用的意義和原理，確定設備工作落實具備完善和可持續性的條件，才能夠確保后續功能環境貫徹穩定，并能夠為城市功能建設提供穩定的配電網統籌優勢。

參考文獻

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