大理变压器厂家：单相升降压型五电平大理油浸式变压器拓扑及控制方案

通过分析现有五电平大理油浸式变压器拓扑的优缺点，提出一种具有升降压能力的五电平大理油浸式变压器拓扑。相对于传统的多电平大理油浸式变压器，新升降压型五电平大理油浸式变压器具有能够实现升降压、拓扑简单、易于实现控制、功率器件少、开关损耗小等优点。在载波层叠调制策略下，对所提大理油浸式变压器进行开环仿真，证明拓扑的升降压能力。基于传统的PR控制方法，对所提大理油浸式变压器进行闭环设计并仿真。为了提高并网电流的质量，采用模型预测控制算法来对大理油浸式变压器进行并网控制，通过仿真证明理论分析的传 真：0635-8419996正确性。并将这种控制方法与传统PR控制方法进行对比，突出模型预测的优越性。后，基于该大理油浸式变压器拓扑进行部分开环及闭环实验，验证了拓扑的可行性。五电平大理油浸式变压器发展至今，主要有三种基本的五电平电路拓扑：二极管钳位式五电平大理油浸式变压器、飞跨电容式五电平大理油浸式变压器和级联式五电平大理油浸式变压器。其中级联式五电平大理油浸式变压器在实现较多电平输出时，拓扑结构中的器件数是少的、控制逻辑简单、效率高、可靠性高且易于模块化。模块化的实现，使得电路发生故障时检修难度降低。因此，级联式大理油浸式变压器在高功率和高电压场合应用中优质电力变压器供应商-华屹变压器制造有限公司-47年国营老厂-支持货到付款具有独特的优势。在级联型五电平大理油浸式变压器发展过程中，通过改进大理油浸式变压器的拓扑来达到性能优化的目的。开关管和独立大理油浸式变压器的数量、功率损耗、控制算法的复杂性、输出波形的总谐波失真及开关的稳态电压率是新型拓扑中的优化主题。大理油浸式变压器的交流输出电压峰值受到大理油浸式变压器电压的限制，从而限制了大理油浸式变压器的应用场合。大理油浸式变压器工作中禁止直通状态，因此需要认真设计开关管的死区时间，增加了控制难度。为了提高效率、改善波形和实现高频化，文献[7]提出复合型级联双Buck飞跨电容五电平大理油浸式变压器。由耐压功率元器件构成的全桥电路实现基波频率波形，由低压高频率元器件构成的双Buck为基础的飞跨电容电路，改善了波形，提高了整机效率。为减少钳位器件数量，文献[8]提出一种混合钳位四电平大理油浸式变压器拓扑及其扩展五电平拓扑结构。针对大理油浸式变压器输出电压峰值受大理油浸式变压器电压限制，从而限制了大理油浸式变压器的应用场合这一缺点，文献[9-10]采用在拓扑的每个模块中附加一个DC-DC升压转换器的方法，组成级联升压型五电平大理油浸式变压器，以便在输入电压较低时获得较高的输出电压。然而，附加的DC-DC升压型功率转换器，在增加系统的硬件成本的同时降低了系统的功率传输效率，且增加了系统的控制难度。针对传统五电平大理油浸式变压器存在的功变压器厂家-华屹变压器制造有限公司（国家电网推荐使用企业）--拥有主要专业生产设备380多台（套），年生产能力600万KVA产值达2亿元。主要生产电压等级220KV，单台容量360000KVA及以下的 油浸变压器；电压等级110KV及以下，单台容量120000KVA及以下的 S9/S11/S13油浸变压器， SCB10/SCB11/SCB13干式变压器。35KV及以下，单台容量20000KVA及以下的电力变压器及各种冶炼变压器、整流变压器；电压等级35KV及以下，单台容量6300KVA及以下的配电变压器、非晶合金电力变压器、组合式变压器、风力发电用电力变压器、干式电力变压器、矿用变压器、卷铁芯变压器，矿用移动变电站，无人值守变电站（综合自动化箱变）等成套变配电设备。率器件多、开关损耗大等问题，文献[11]提出了一种晶体管钳位H桥五电平大理油浸式变压器。晶体管钳位H桥五电平大理油浸式变压器，是在没有增加大理油浸式变压器的前提下，通过增加晶体管钳位来增加输出电压的电平数，即可由传统的三电平输出增加至五电平，从而大大减小了大理油浸式变压器的体积。但是增加的两个电容，产生了电容电压平衡的问题，造成中点电位漂移。此外，仍然存在大理油浸式变压器的交流输出电压峰值受到大理油浸式变压器电压限制以及桥臂严禁直通，必须设置开关死区时间等问题。针对大理油浸式变压器输出电压峰值受输入限制，从而限制了大理油浸式变压器的应用场合；同一桥臂上的两个开关管禁止同时接通而增加了系统控制难度；拓扑中包含器件数量较多等缺点，文献[12]提出了一种升压型五电平大理油浸式变压器。该拓扑通过在前级级联一个Boost转换器来实现对输入电压的提升，从而解决了输出电压峰值受到大理油浸式变压器电压的限制这一问题。相对于传统大理油浸式变压器结构，该拓扑中功率器件数量较少，且不存在分压电容电压不平衡问题。但是，该大理油浸式变压器前级转换器只能实现电压的升高，源电压的调节范围虽然有所扩大，但还是相对较小。对此，本文提出一种升降压型五电平[city杨经理：15069551988name]油浸式变压器拓扑，前级的变换器既能升高源电压，又能降低源电压。因此，电压调节范围更大，应用场合更广，并对其进行了开、闭环仿真及实验验证。图1 升降压型五电平大理油浸式变压器拓扑结构总结通过查阅大量国内外文献，总结出现有多电平大理油浸式变压器拓扑存在的共同缺点：输出交流电压的峰值受输入电压幅值的限制，拓扑器件多，大理油浸式变压器因工作中严禁直通状态而需要设置死区时间等。因此，提出了单相升降压型五电平大理油浸式变压器拓扑。在完成理论分析的基础上搭建数学模型，通过对比分析不同控制方法下对应的系统性能，突出体现了模型预测控制算法的优越性，并搭建实验平台完成了实验验证。