Pagrepaso sa Topolohiya ug mga Aplikasyon sa Pagkontrol sa Medium-High Voltage Power Electronic Transformers II

2 PET Kinatibuk-ang Pagpili sa Istruktura

Nagkalainlain ang mga topolohiya sa PET. Base sa gidaghanon sa mga yugto sa pagkakabig sa enerhiya, kini mahimong klasipikahon sa single-stage, two-stage, ug three-stage nga mga tipo [7]. Ang two-stage nga mga istruktura naglakip niadtong adunay high-voltage ug low-voltage nga DC bus, sama sa gipakita sa Figure 1.

Sa mga single-stage PET (Fig. 1(a)), usa ka medium/high-frequency Isolasyon nga Transpormador nagkonektar sa mga AC/AC converter sa duha ka kilid. Ang primary-side AC/AC converter nag-modulate sa input line-frequency AC voltage ngadto sa high-frequency AC voltage, nga gi-couple pinaagi sa transformer ug dayon gi-convert balik ngadto sa line-frequency AC voltage sa secondary-side AC/AC converter. Ang single-stage PETs adunay mas gamay nga conversion stages ug mas gamay nga components, taas nga efficiency, ug taas nga power density. Bisan pa, ang kakulang sa DC bus naghimo kanila nga dili angay alang sa hybrid AC/DC grids, ug ang power decoupling control komplikado.

Ang two-stage PETs adunay DC bus sa high- o low-voltage nga bahin. Ang topology sa usa ka bahin sa isolation transformer susama sa single-stage PET, samtang ang pikas nga bahin nagkonektar sa DC bus pinaagi sa AC/DC o DC/AC circuits (Fig. 1(c) ug Fig. 1(d)). Uban sa high- o low-voltage DC links, ang two-stage PETs makakonektar sa medium/high-voltage DC grids sa high-voltage nga bahin o sa PV/storage systems sa low-voltage nga bahin. Bisan pa, ang active power nga gibalhin sa mga converter sa duha ka bahin sa isolation transformer sensitibo kaayo sa mga parameter sa leakage inductance sa transformer. Dugang pa, ang DC bus capacitor nakasinati og dakong double-line-frequency voltage fluctuations, ug ang converter current fluctuations dako [7], nga naghimo sa pagkontrol nga mahagiton.

Ang mga three-stage PET (Fig. 1(b)) adunay mga DC bus sa duha ka high- ug low-voltage nga kilid. Ang input line-frequency AC current gi-rectified ngadto sa usa ka high-voltage DC bus pinaagi sa AC/DC conversion, gi-modulate ngadto sa high-frequency square waves, gi-couple sa low-voltage nga kilid pinaagi sa medium/high-frequency transformer, gi-rectified ngadto sa low-voltage DC bus, ug sa katapusan gi-invert ngadto sa line-frequency AC voltage pinaagi sa DC/AC conversion. Ang mga three-stage PET mahimong makakonekta sa duha ka high- ug low-voltage DC system. Ang pagkontrol sa matag conversion stage medyo independente, nga nagpadali sa decoupling ug compensation control. Bisan pa, ang daghang conversion stage moresulta sa labing komplikado nga istruktura. Tungod sa multi-stage design, ang three-stage PET topologies mas dali nga makab-ot ang cascading sa high-voltage nga kilid ug paralleling sa low-voltage nga kilid, nga makatubag sa mga panginahanglanon sa medium/high voltage application. Busa, ang three-stage topologies mao ang labing kaylap nga gigamit sa medium/high voltage PET research ug applications.

Para sa mga PET sa medium/high voltage applications, ang low-voltage side adunay low voltage levels nga adunay gamay nga device voltage constraints. Sa kasukwahi, ang high-voltage rectification stage ug intermediate isolation stage nag-atubang og high voltage levels, nga nagpahamtang og mas estrikto nga mga kinahanglanon sa mga circuit topology ug device. Ang kasamtangang panukiduki nagpunting sa duha ka direksyon: ① Bag-ong mga topology ug mga pamaagi sa pagkontrol para sa medium/high voltage PETs base sa kasamtangang device voltage ratings; ② Mga PET topology ug kontrol gamit ang bag-ong high-voltage devices, sama sa 10kV SiC devices [8, 9]. Bisan pa, ang high-voltage SiC devices naa pa sa laboratory R&D phase, ug ang mga komersyal nga device dili pa makatuman sa mga kinahanglanon sa boltahe. Busa, ang multi-module cascaded o single-module multilevel topologies gigamit aron matuman ang mga kinahanglanon sa high input voltage. Ang kasagarang mga topology gipakita sa Figure 2, nga gisusi sa Section 3.