Revisione di a Topologia è di l'Applicazioni di Cuntrollu di i Trasformatori Elettronichi di Potenza à Media-Alta Tensione II

2 Selezzione di a struttura generale di PET

E topologie PET varianu assai. Basatu annantu à u numeru di stadii di cunversione d'energia, ponu esse classificate in tipi à un stadiu, à dui stadii è à trè stadii [7]. E strutture à dui stadii includenu quelle cù bus DC d'alta tensione è di bassa tensione, cum'è mostratu in a Figura 1.

In i PET à stadiu unicu (Fig. 1(a)), una frequenza media/alta Trasformatore d'isolamentu cunnetta i convertitori AC/AC da i dui lati. U convertitore AC/AC di u latu primariu modula a tensione AC di frequenza di linea d'entrata in tensione AC d'alta frequenza, chì hè accoppiata attraversu u trasformatore è poi cunvertita torna in tensione AC di frequenza di linea da u convertitore AC/AC di u latu secundariu. I PET à un stadiu anu menu stadii di cunversione è menu cumpunenti, alta efficienza è alta densità di putenza. Tuttavia, a mancanza di un bus DC li rende inadatti per e rete ibride AC/DC, è u cuntrollu di disaccoppiamentu di putenza hè cumplessu.

I PET à dui stadii presentanu un bus DC sia da u latu d'alta sia da u latu di bassa tensione. A topologia da un latu di u trasformatore d'isolamentu s'assumiglia à quella di un PET à un solu stadiu, mentre chì l'altru latu si cunnetta à u bus DC via circuiti AC/DC o DC/AC (Fig. 1(c) è Fig. 1(d)). Cù ligami DC d'alta o bassa tensione, i PET à dui stadii ponu cunnette si à rete DC di media/alta tensione da u latu d'alta tensione o à sistemi fotovoltaici/di accumulazione da u latu di bassa tensione. Tuttavia, a putenza attiva trasferita da i convertitori da i dui lati di u trasformatore d'isolamentu hè assai sensibile à i parametri d'induttanza di dispersione di u trasformatore. Inoltre, u condensatore di u bus DC sperimenta fluttuazioni significative di tensione di frequenza à doppia linea, è e fluttuazioni di corrente di u convertitore sò grandi [7], rendendu u cuntrollu difficiule.

I PET à trè stadii (Fig. 1(b)) anu bus DC sia da i lati d'alta sia da quelli di bassa tensione. A corrente alternata di frequenza di linea in entrata hè rettificata à un bus DC d'alta tensione via cunversione AC/DC, modulata in onde quadrate d'alta frequenza, accoppiata à u latu di bassa tensione via un trasformatore di media/alta frequenza, rettificata à un bus DC di bassa tensione, è infine invertita à tensione AC di frequenza di linea via cunversione DC/AC. I PET à trè stadii ponu cunnette si à i sistemi DC d'alta è di bassa tensione. U cuntrollu di ogni stadiu di cunversione hè relativamente indipendente, facilitendu u disaccoppiamentu è u cuntrollu di compensazione. Tuttavia, parechji stadii di cunversione risultanu in a struttura più cumplessa. A causa di u disignu multi-stadii, e topologie PET à trè stadii ottenenu più facilmente a cascata da u latu d'alta tensione è u parallelu da u latu di bassa tensione, rispondendu à i bisogni di l'applicazione di media/alta tensione. Cusì, e topologie à trè stadii sò e più aduprate in a ricerca è l'applicazioni PET di media/alta tensione.

Per i PET in applicazioni di media/alta tensione, u latu di bassa tensione hà livelli di bassa tensione cù vincoli minimi di tensione di u dispusitivu. In cuntrastu, a fase di rettificazione di alta tensione è a fase di isolamentu intermediu sò cunfruntati à livelli di alta tensione, impunendu esigenze più severe à e topologie di circuiti è à i dispusitivi. A ricerca esistente si cuncentra nantu à duie direzzione: ① Nove topologie è metudi di cuntrollu per i PET di media/alta tensione basati nantu à e tensioni nominali di i dispusitivi esistenti; ② Topologie è cuntrolli PET chì utilizanu novi dispusitivi di alta tensione, cum'è i dispusitivi SiC di 10kV [8, 9]. Tuttavia, i dispusitivi SiC di alta tensione sò sempre in a fase di R&S di laburatoriu, è i dispusitivi cummerciali ùn ponu ancu risponde à i requisiti di tensione. Dunque, e topologie multi-modulu in cascata o multilivello à modulu unicu sò aduprate per risponde à i requisiti di alta tensione d'ingressu. E topologie tipiche sò mostrate in a Figura 2, analizzate in a Sezione 3.