Revizio pri Topologio kaj Kontrolaj Aplikoj de Mez-Altaj Tensiaj Potencaj Elektronikaj Transformiloj II

2 PET Ĝenerala Struktura Selektado

PET-topologioj varias multe. Surbaze de la nombro de energi-konvertaj ŝtupoj, ili povas esti klasifikitaj en unu-ŝtupajn, du-ŝtupajn kaj tri-ŝtupajn tipojn [7]. Du-ŝtupaj strukturoj inkluzivas tiujn kun alt-tensiaj kaj malalt-tensiaj kontinukurentaj busoj, kiel montrite en Figuro 1.

En unu-ŝtupaj PET-oj (Fig. 1(a)), mez-/alt-frekvenca Izolada Transformilo konektas AC/AC-konvertilojn ambaŭflanke. La primara-flanka AC/AC-konvertilo modulas la enigan linian frekvencan AC-tension en altfrekvencan AC-tension, kiu estas kuplita tra la transformilo kaj poste konvertita reen al linia frekvenca AC-tensio per la sekundara-flanka AC/AC-konvertilo. Unuŝtupaj PET-oj havas malpli da konvertaj ŝtupoj kaj malpli da komponantoj, altan efikecon kaj altan potencdensecon. Tamen, la manko de kontinukurenta buso igas ilin netaŭgaj por hibridaj AC/DC-retoj, kaj potencmalkupla kontrolo estas kompleksa.

Du-ŝtupaj PET-oj havas kontinukurentan buson ĉe la alt- aŭ malalt-tensia flanko. La topologio ĉe unu flanko de la izola transformilo similas tiun de unu-ŝtupa PET, dum la alia flanko konektiĝas al la kontinukurenta buso per AC/DC aŭ DC/AC cirkvitoj (Fig. 1(c) kaj Fig. 1(d)). Kun alt- aŭ malalt-tensiaj kontinukurentaj ligiloj, du-ŝtupaj PET-oj povas konektiĝi al mez-/alt-tensiaj kontinukurentaj retoj ĉe la alt-tensia flanko aŭ al fotovoltaikaj/stokaj sistemoj ĉe la malalt-tensia flanko. Tamen, la aktiva potenco transdonita de konvertiloj ambaŭflanke de la izola transformilo estas tre sentema al la induktancaj parametroj de la elfluado de la transformilo. Krome, la kondensilo de la kontinukurenta buso spertas signifajn duoble-liniajn frekvencajn tensiajn fluktuojn, kaj la fluktuoj de la konvertilo estas grandaj [7], kio malfaciligas la regadon.

Triŝtupaj PET-oj (Fig. 1(b)) havas kontinukurentajn busojn kaj ĉe alt- kaj malalt-tensiaj flankoj. La enira lini-frekvenca alterna kurento estas rektigita al alt-tensia kontinukurenta buso per AC/DC-konverto, modulita en alt-frekvencajn kvadratajn ondojn, kuplita al la malalt-tensia flanko per mez-/alt-frekvenca transformilo, rektigita al malalt-tensia kontinukurenta buso, kaj fine inversigita al lini-frekvenca alterna tensio per DC/AC-konverto. Triŝtupaj PET-oj povas konektiĝi al kaj alt- kaj malalt-tensiaj kontinukurentaj sistemoj. La kontrolo de ĉiu konverta stadio estas relative sendependa, faciligante malkupladon kaj kompensan kontrolon. Tamen, pluraj konvertaj stadioj rezultas en la plej kompleksa strukturo. Pro la plurŝtupa dezajno, triŝtupaj PET-topologioj pli facile atingas kaskadon ĉe la alt-tensia flanko kaj paraleligon ĉe la malalt-tensia flanko, plenumante la bezonojn de mez-/alt-tensiaj aplikaĵoj. Tiel, triŝtupaj topologioj estas la plej vaste uzataj en esplorado kaj aplikoj de mez-/alt-tensia PET.

Por PET-oj en mez-/alt-tensiaj aplikoj, la malalt-tensia flanko havas malaltajn tensionivelojn kun minimumaj aparataj tensiolimigoj. Kontraste, la alt-tensia rektifika stadio kaj meza izola stadio alfrontas altajn tensionivelojn, trudante pli striktajn postulojn al cirkvitaj topologioj kaj aparatoj. Ekzistanta esplorado fokusiĝas al du direktoj: ① Novaj topologioj kaj stirmetodoj por mez-/alt-tensiaj PET-oj bazitaj sur ekzistantaj aparataj tensiaj rangigoj; ② PET-topologioj kaj stiroj uzantaj novajn alt-tensiajn aparatojn, kiel ekzemple 10kV SiC-aparatoj [8, 9]. Tamen, alt-tensiaj SiC-aparatoj estas ankoraŭ en la laboratorio-esplorada kaj evoluiga fazo, kaj komercaj aparatoj ankoraŭ ne povas plenumi tensiopostulojn. Tial, plurmodulaj kaskadaj aŭ unu-modulaj plurnivelaj topologioj estas uzataj por plenumi altajn enirtensiajn postulojn. Tipaj topologioj estas montritaj en Figuro 2, analizitaj en Sekcio 3.