結(jié)合配電系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際概況，落實(shí)好與之相關(guān)的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜述研究工作，有利于獲得有關(guān)電力電子變壓器(PET)的更多研究成果，促使電力生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施中配電系統(tǒng)的服務(wù)功能得以不斷完善。因此，為了在配電系統(tǒng)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電子變壓器的高效利用，充分發(fā)揮出這種電能傳輸設(shè)備的實(shí)際作用，需要電力技術(shù)人員能夠從多個(gè)方面入手，了解PET的功能特性及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對(duì)其實(shí)踐應(yīng)用效果進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，使得電力電子變壓器使用能夠達(dá)到配電系統(tǒng)正常運(yùn)行要求。

1實(shí)踐過(guò)程中有關(guān)配電系統(tǒng)電力電子變壓器的發(fā)展?fàn)顩r分析

電力電子變壓器(PET)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，取得了一定的成果，為配電系統(tǒng)運(yùn)行水平的不斷提升及電能傳輸設(shè)備種類豐富帶來(lái)了重要的保障作用。其概念最早是在1970年由美國(guó)GE公司提出的，且將其作為一種變換電路，能夠在配電系統(tǒng)高頻鏈接中發(fā)揮作用。在高頻變換原理的支持下，電力電子變壓器的發(fā)展速度逐漸加快，并給予了其研究工作開展更多的支持。隨著時(shí)間的推移，日本研究人員在1996年借助相位調(diào)制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使得電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)性能得以優(yōu)化，并為智能變壓器的出現(xiàn)創(chuàng)造了有利的條件。

實(shí)踐過(guò)程中通過(guò)對(duì)這些不同研究成果的合理運(yùn)用，且在有效的實(shí)驗(yàn)裝置支持下，使得電力電子變壓器使用中的開關(guān)頻率達(dá)到了16.7kHz，且其效率也得到了顯著提高。同時(shí)，美國(guó)海軍在1980年在設(shè)置PET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，引入了AC/AC變換器，使得PET應(yīng)用中具備了降壓功能。在此基礎(chǔ)上，美國(guó)電力研究院通過(guò)對(duì)AC/AC變換的PET實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的開發(fā)及應(yīng)用，使得PET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)潛在應(yīng)用價(jià)值逐漸提升。除此之外，早期的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究中受到基礎(chǔ)理論不完善、技術(shù)條件不充分等因素的影響，使得其難以達(dá)到配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求。在此背景下，隨著高壓大功率變化技術(shù)的出現(xiàn)，使得PET發(fā)展中獲得了所需的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并得到與配電系統(tǒng)等級(jí)匹配性良好的PET實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，為配電系統(tǒng)電力電子變壓器發(fā)展注入了活力。

2實(shí)踐過(guò)程中有關(guān)配電系統(tǒng)電力電子變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析

2.1單極型電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這類電力電子變壓器實(shí)踐應(yīng)用中的工作原理為：在高頻變壓器的支持下，通過(guò)對(duì)輸入工頻交流電壓的針對(duì)性處理，能夠得到變壓器運(yùn)行中所需的高頻交流電壓，且在高頻變壓器副邊的作用下，能夠?qū)Υ藭r(shí)的電壓進(jìn)行還原處理，最終得到工頻交流電壓。在此期間，由于電力電子變壓器變壓功能實(shí)現(xiàn)中只通過(guò)了一次電能變換，使得PET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一定程度上滿足了配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求。

同時(shí)，這類電力電子變壓器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，實(shí)踐應(yīng)用中的變換環(huán)節(jié)較少，可結(jié)合配電系統(tǒng)運(yùn)行工況進(jìn)行使用。文獻(xiàn)[1]中提出了有關(guān)單極型的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這類變壓器的作用下，通過(guò)對(duì)自身重量的有效控制，確保了其運(yùn)行效率的不斷提高，并通過(guò)工作頻率的科學(xué)調(diào)整，使得其應(yīng)用過(guò)程中的傳遞能量增加，相比工頻變壓器優(yōu)勢(shì)明顯。配電系統(tǒng)運(yùn)行中若引入這種PET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也需要了解其在這些方面的內(nèi)容：

(1)當(dāng)該電力電子變壓器處于正常的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，為了得到0.6-1.2kHz的高頻電壓，需要在變壓器原邊的變換器調(diào)制作用下，對(duì)輸入的工頻正弦波電壓進(jìn)行處理，并在變壓器耦合到副邊的作用下，對(duì)得到的高頻電壓進(jìn)行還原處理，得到工頻正弦波電壓;

(2)實(shí)踐過(guò)程中針對(duì)單極型電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在感性負(fù)載方面的工作問(wèn)題，文獻(xiàn)[1]提出了輸出電流的極性的控制策略，使得該電力電子變壓器實(shí)踐應(yīng)用中的功率器能夠?qū)崿F(xiàn)安全換向，并將開關(guān)損耗控制在了合理的范圍內(nèi);

(3)結(jié)合配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求，加強(qiáng)AC/AC單極型PET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)運(yùn)用，將會(huì)實(shí)現(xiàn)電能傳輸設(shè)備運(yùn)行中功率的雙向傳輸，且保持電力電子變壓器運(yùn)行中電路高效的變換效果。但是，由于這種PET功能單一，使得其應(yīng)用過(guò)程中受到了一定的限制，需要注重其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化。針對(duì)這種情況，文獻(xiàn)[3]中提出了單極型電力電子變壓器應(yīng)用中引入高頻耦合電感，使得該變壓器運(yùn)行中的變換電路工作效率逐漸提高，避免變換器工作時(shí)產(chǎn)生較多的諧波電流，使得電力電子變壓器實(shí)踐應(yīng)用中能夠有著良好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.2雙極型電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在配電系統(tǒng)電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選用中，加強(qiáng)雙極型電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)運(yùn)用，將會(huì)使配電系統(tǒng)運(yùn)行效率逐漸提高，且在這種電力電子變壓器高壓直流與低壓直流不同環(huán)節(jié)的作用下，能夠保持配電系統(tǒng)良好的實(shí)踐應(yīng)用效果，滿足電力生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施的多樣化需求。因此，需要借助文獻(xiàn)[3]與文獻(xiàn)[4]的研究?jī)?nèi)容，深入了解雙極型電力電子變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其功能特性，從而為這種變壓器在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍擴(kuò)大提供保障。具體表現(xiàn)為：

(1)配電系統(tǒng)運(yùn)行中若引入雙極型電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將會(huì)提高對(duì)工頻高壓交流電整流處理效率，且隔離型逆變器的作用下，將高壓直流轉(zhuǎn)換為電壓交流，保持電力電子變壓器實(shí)踐應(yīng)用中良好的功能特性;

(2)加強(qiáng)雙極型電力電子變壓器使用，并提高對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的正確認(rèn)識(shí)，能夠使電力電子變壓器實(shí)踐應(yīng)用中的工作性能逐漸優(yōu)化。但是，由于這種電力電子變壓器應(yīng)用中的平均有功功率對(duì)漏感的敏感性較強(qiáng)，且在低壓直流側(cè)的調(diào)節(jié)方面并不具備良好的調(diào)節(jié)功能，因此，需要根據(jù)配電系統(tǒng)的實(shí)際情況，合理運(yùn)用雙極型電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確保電力生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施有效性。

2.3三級(jí)型電力電子變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。配電系統(tǒng)運(yùn)行中若引入三級(jí)型電力電子變壓器，則需要了解其工作原理。具體表現(xiàn)為：在AC/DC變換器的作用下，能夠?qū)ゎl交流電壓進(jìn)行整流處理，最終得到直流，進(jìn)而在DC/DC變換器的支持下，實(shí)現(xiàn)直流變壓處理，最終借助DC/AC逆變器的優(yōu)勢(shì)，能夠得到交流電壓。該電力電子變壓器在配電系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中有著良好的控制特性。為了獲取有關(guān)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的更多參考信息，可結(jié)合文獻(xiàn)[4]、[5]的研究?jī)?nèi)容，從這些方面入手：

(1)在三級(jí)型電力電子變壓器的作用下，能夠使PET的穿越能力不斷提高。相比單極型電力電子變壓器，該變壓器在低壓直流環(huán)節(jié)引入了性能可靠的能量存儲(chǔ)設(shè)備，優(yōu)化變壓器性能的同時(shí)增強(qiáng)了其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)置合理性;

(2)結(jié)合文獻(xiàn)[6]，可知三級(jí)型PET拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在配電系統(tǒng)應(yīng)用中有著很強(qiáng)的可控性，因此，該系統(tǒng)運(yùn)行中為了提高系統(tǒng)側(cè)與負(fù)載側(cè)的電能質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)這種電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用。

綜上所述，具有良好拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電力電子變壓器，對(duì)于配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要：有利于提高配電系統(tǒng)運(yùn)行中電能傳輸效率，實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)生產(chǎn)效益最大化目標(biāo)。因此，未來(lái)配電系統(tǒng)運(yùn)行中電力技術(shù)人員需要結(jié)合實(shí)際情況，深入分析系統(tǒng)所需的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，且在有效的技術(shù)措施支持下，確保電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)良好性，從而為我國(guó)配電系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行中的性能優(yōu)化提供必要的支持，增加供電企業(yè)生產(chǎn)效益。長(zhǎng)此以往，有利于提升我國(guó)電能輸送水平，更好地應(yīng)對(duì)當(dāng)前的形勢(shì)變化。

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[5]程建洲,田偉帥.基于三電平拓?fù)涞碾娏﹄娮幼儔浩餮芯縖J].電力電子技術(shù),2012(1).

[6]劉海波.電子電力變壓器控制策略研究[D].武漢：華中科技大學(xué),2010(5).

作者:龐英俊            單位:國(guó)網(wǎng)安徽蕪湖供電公司