電力電子變壓器(英文,power electronic transformer ,PET)的概念最早在20世紀70年代提出來的,美國GE公司的W.McMurray提出了高頻連結AC/AC變換電路,奠定了PET的發展基礎。
1995年,美國電科院對PET進行了相關研究,試驗樣機為降壓型變換器,因其對輸入諧波電流的抑制能力不足,且變壓器輸入和輸出不隔離,故不具實用性。
1996年,日本學者Ioosuke Harada把相位調製技術引入PET,實現了恆壓、恆流和功率因數校正,智慧變壓器由此誕生。
20世紀90年代末,美國密蘇里大學研製出10kV A ,7200V/240 V的PET實驗樣機,具備基本的電壓變換功能和控制輸入功率因數的能力。但是,為減小對開關器件的應力,設計時使多個變流器串聯工作得到輸入,導致系統的可靠性大大降低,裝置中任意一器件發生故障都會造成工作異常;
近幾年國內研究的也比較多,比較突出的有
2003年,國內的華中科技大學針對“電子電力變壓器”拓撲及其變體進行了持續的研究,其中高頻變壓器採用一側單繞組另一側多繞組輸出,實現變換器交流側低申壓大電流輸出。
2013年,中科院電工所提出了一種新型電力電子變壓器拓撲。該PET高壓側採用三相MMC (Modular Multilevel Converter),而低壓側採用三相四橋臂拓撲
其實和開關電源差不多,只不過電壓等級大了一些,功率等級大了一些,寫到這裡特別想引用馬化騰老師的一句話,我們都是普通家庭,只不過房子大了一些。
PET是利用電力電子變換技術和電磁感應原理進行電能傳輸的電力裝置,其基本思想是用高頻變壓器替代工頻變壓器(是不是很熟悉?)。
PET的電力電子器件構成包括初、次級功率變換器以及聯絡二者之間的高頻變壓器。其基本工作原理如圖所示。
原理(以功率正向流動為例,反向原理一樣):輸入工頻交流電經過初級變換器調製為高頻交流電,再透過高頻變壓器一次側繞組、二次側繞組將高頻交流電耦合產生感應電動勢,並經過二次側繞組將感應電動勢施加到次級變換器,最後次級變換器將流過的高頻交流電轉換為工頻交流電,供給負荷。
相對傳統變壓器,PET具有如下主要優點:
1、 體積和重量小,無需變壓器油;
2、 工作過程中同時兼有直流與交流環節,各種小容量分散式電源可經PET柔性接入網;
3、 PET即可完成常規變壓器對電壓等級變換、電氣隔離和能量傳遞等功能,還能完成波形、潮流的控制
4、 PET能進行電能質量調節,有效隔離電壓波動、失真以及諧波的傳遞,實現電網側和負載側的解耦。
5、 佔地面積小
缺點:
1、 尚在發展中,效率遠遠達不到傳統變壓器
2、 成本高,運維檢修成本高於傳統變壓器
3、 與傳統變壓器相比,可靠性較差
電力電子變壓器(英文,power electronic transformer ,PET)的概念最早在20世紀70年代提出來的,美國GE公司的W.McMurray提出了高頻連結AC/AC變換電路,奠定了PET的發展基礎。
1995年,美國電科院對PET進行了相關研究,試驗樣機為降壓型變換器,因其對輸入諧波電流的抑制能力不足,且變壓器輸入和輸出不隔離,故不具實用性。
1996年,日本學者Ioosuke Harada把相位調製技術引入PET,實現了恆壓、恆流和功率因數校正,智慧變壓器由此誕生。
20世紀90年代末,美國密蘇里大學研製出10kV A ,7200V/240 V的PET實驗樣機,具備基本的電壓變換功能和控制輸入功率因數的能力。但是,為減小對開關器件的應力,設計時使多個變流器串聯工作得到輸入,導致系統的可靠性大大降低,裝置中任意一器件發生故障都會造成工作異常;
近幾年國內研究的也比較多,比較突出的有
2003年,國內的華中科技大學針對“電子電力變壓器”拓撲及其變體進行了持續的研究,其中高頻變壓器採用一側單繞組另一側多繞組輸出,實現變換器交流側低申壓大電流輸出。
2013年,中科院電工所提出了一種新型電力電子變壓器拓撲。該PET高壓側採用三相MMC (Modular Multilevel Converter),而低壓側採用三相四橋臂拓撲
電力電子變壓器工作原理:其實和開關電源差不多,只不過電壓等級大了一些,功率等級大了一些,寫到這裡特別想引用馬化騰老師的一句話,我們都是普通家庭,只不過房子大了一些。
PET是利用電力電子變換技術和電磁感應原理進行電能傳輸的電力裝置,其基本思想是用高頻變壓器替代工頻變壓器(是不是很熟悉?)。
PET的電力電子器件構成包括初、次級功率變換器以及聯絡二者之間的高頻變壓器。其基本工作原理如圖所示。
原理(以功率正向流動為例,反向原理一樣):輸入工頻交流電經過初級變換器調製為高頻交流電,再透過高頻變壓器一次側繞組、二次側繞組將高頻交流電耦合產生感應電動勢,並經過二次側繞組將感應電動勢施加到次級變換器,最後次級變換器將流過的高頻交流電轉換為工頻交流電,供給負荷。
電力電子變壓器優點相對傳統變壓器,PET具有如下主要優點:
1、 體積和重量小,無需變壓器油;
2、 工作過程中同時兼有直流與交流環節,各種小容量分散式電源可經PET柔性接入網;
3、 PET即可完成常規變壓器對電壓等級變換、電氣隔離和能量傳遞等功能,還能完成波形、潮流的控制
4、 PET能進行電能質量調節,有效隔離電壓波動、失真以及諧波的傳遞,實現電網側和負載側的解耦。
5、 佔地面積小
缺點:
1、 尚在發展中,效率遠遠達不到傳統變壓器
2、 成本高,運維檢修成本高於傳統變壓器
3、 與傳統變壓器相比,可靠性較差