PET(Powerelectronictransformer):电力电子变压器
PET所具有的优点:
(1)体积小、重量轻、无变压器油的污染;
(2)具备功率因数调节能力,减小电网谐波污染;
(3)能够接入直流环节,具备分布式能源接入能力;
(4)自我保护能力强,可以实现故障冗余保护。
AC-DC-AC型PET的优点:
(1) 具有良好的控制性能
(2) 由于含有直流环节,可以被灵活地接入交直流电网
(3) 利于分布式能源的有效利用
PET分类及异同
AC-AC型PET
AC-DC-AC型PET
无直流环节
有直流环节
不便于应用于交直流混合电网
可被接入交直流电网
难以进行功率因数调节
功率因数调节
AC-DC-AC型PET典型拓扑结构
工作原理:首先经过三相桥式整流电路将输入三相电源整流为直流电压,然后经过双有源桥变换器进行DC-DC变换,最后通过三相桥式逆变电路将直流电压逆变为交流电压。
拓扑图:
图1-1AC-DC-AC型FET典型拓扑结构图
由于功率器件所能承受的电压等级限制,该拓扑结构难以在中高压领域使用,主要通过以下两种思路解决:
(1) 发展高电压等级的功率器件
(2) 基于现有的Si器件,采用新的控制方法和拓扑结构,通过多个功率单元串联来使系统可以承受更高的输入电压。
基于现有Si器件的PET拓扑
(1) 庞巴迪公司研发的用于机车牵引的车载PET,(输入电压3KV/16.7Hz,容量750KVA)
拓扑结构;
图1-2庞巴迪公司研制的PET拓扑
DC-DC变换器采用输出并联形式,工作频率达到了8KHz;采用了谐振变换器,保证每个开关器件都能够实现零电流和零电压开关,有效减少了开关损耗,整机效率得到提升。
(2) 北卡罗莱纳州立大学研制的用于智能配电网的单相PET拓扑(7.2KV输入电压,容量为20KVA)
拓扑结构:
图1-3北卡罗莱纳州立大学研发的PET拓扑
输入级采用级联H桥变换器,每个H桥输出3.8KV直流电压,3.8KV的直流电压经过DAB型的DC-DC变换器变换为400V的直流电压,400V直流电压经过逆变器转换为交流电压;功率能够双向流动,通过提高变压器的工作频率可使整个系统体积大大缩小。重量减轻。
(3) ABB公司研制的用于铁路网的电力电子牵引变压器样机(15KV/16.7Hz,系统容量为1.2MVA,中频变压器频率为1.8KHz)
拓扑结构: