Rishikimi mbi Topologjinë dhe Zbatimet e Kontrollit të Transformatorëve Elektronikë të Fuqisë së Tensionit të Mesëm-të Lartë II

2 Përzgjedhja e përgjithshme e strukturës së PET-it

Topologjitë PET ndryshojnë shumë. Bazuar në numrin e fazave të konvertimit të energjisë, ato mund të klasifikohen në lloje me një fazë, dy fazë dhe tre fazë [7]. Strukturat me dy faza përfshijnë ato me magjistrale DC me tension të lartë dhe të ulët, siç tregohet në Figurën 1.

Në PET-et me një fazë (Fig. 1(a)), një frekuencë e mesme/e lartë Transformator Izolimi Lidh konvertuesit AC/AC në të dyja anët. Konvertuesi AC/AC në anën primare modulon tensionin AC të frekuencës së linjës hyrëse në tension AC me frekuencë të lartë, i cili çiftëzohet përmes transformatorit dhe më pas shndërrohet përsëri në tension AC me frekuencë të linjës nga konvertuesi AC/AC në anën sekondare. PET-të me një fazë kanë më pak faza konvertimi dhe më pak komponentë, efikasitet të lartë dhe dendësi të lartë të fuqisë. Megjithatë, mungesa e një bus-i DC i bën ato të papërshtatshme për rrjetet hibride AC/DC, dhe kontrolli i shkëputjes së fuqisë është kompleks.

PET-të me dy faza kanë një magjistrale DC në anën e tensionit të lartë ose të ulët. Topologjia në njërën anë të transformatorit të izolimit ngjan me atë të një PET me një fazë, ndërsa ana tjetër lidhet me magjistralen DC nëpërmjet qarqeve AC/DC ose DC/AC (Fig. 1(c) dhe Fig. 1(d)). Me lidhje DC me tension të lartë ose të ulët, PET-të me dy faza mund të lidhen me rrjete DC me tension të mesëm/të lartë në anën e tensionit të lartë ose me sisteme fotovoltaike/magazinimi në anën e tensionit të ulët. Megjithatë, fuqia aktive e transferuar nga konvertuesit në të dyja anët e transformatorit të izolimit është shumë e ndjeshme ndaj parametrave të induktancës së rrjedhjes së transformatorit. Përveç kësaj, kondensatori i magjistrales DC përjeton luhatje të konsiderueshme të tensionit me frekuencë të dyfishtë, dhe luhatjet e rrymës së konvertuesit janë të mëdha [7], duke e bërë kontrollin sfidues.

PET-të me tre faza (Fig. 1(b)) kanë magjistrale DC në të dyja anët e tensionit të lartë dhe të ulët. Rryma AC me frekuencë linje hyrëse korrigjohet në një magjistrale DC me tension të lartë nëpërmjet konvertimit AC/DC, modulohet në valë katrore me frekuencë të lartë, lidhet me anën e tensionit të ulët nëpërmjet një transformatori me frekuencë të mesme/të lartë, korrigjohet në një magjistrale DC me tension të ulët dhe së fundmi përmbyset në tension AC me frekuencë linje nëpërmjet konvertimit DC/AC. PET-të me tre faza mund të lidhen me sistemet DC me tension të lartë dhe të ulët. Kontrolli i secilës fazë konvertimi është relativisht i pavarur, duke lehtësuar shkëputjen dhe kontrollin e kompensimit. Megjithatë, fazat e shumëfishta të konvertimit rezultojnë në strukturën më komplekse. Për shkak të dizajnit shumëfazor, topologjitë PET me tre faza arrijnë më lehtë kaskadimin në anën e tensionit të lartë dhe paralelizimin në anën e tensionit të ulët, duke përmbushur nevojat e aplikimit të tensionit të mesëm/të lartë. Kështu, topologjitë me tre faza përdoren më gjerësisht në kërkimin dhe aplikimet e PET me tension të mesëm/të lartë.

Për PET-të në aplikimet e tensionit të mesëm/të lartë, ana e tensionit të ulët ka nivele të ulëta tensioni me kufizime minimale të tensionit të pajisjes. Në të kundërt, faza e korrigjimit të tensionit të lartë dhe faza e izolimit të ndërmjetëm përballen me nivele të larta tensioni, duke imponuar kërkesa më të rrepta për topologjitë dhe pajisjet e qarkut. Hulumtimi ekzistues përqendrohet në dy drejtime: ① Topologji dhe metoda të reja kontrolli për PET-të e tensionit të mesëm/të lartë bazuar në vlerësimet ekzistuese të tensionit të pajisjes; ② Topologjitë dhe kontrollet PET duke përdorur pajisje të reja me tension të lartë, të tilla si pajisjet SiC 10kV [8, 9]. Megjithatë, pajisjet SiC me tension të lartë janë ende në fazën e kërkim-zhvillimit laboratorik, dhe pajisjet komerciale ende nuk mund të përmbushin kërkesat e tensionit. Prandaj, topologjitë shumë-modulore të kaskaduara ose me një modul shumë-nivelëshe përdoren për të përmbushur kërkesat e tensionit të lartë të hyrjes. Topologjitë tipike tregohen në Figurën 2, të analizuara në Seksionin 3.