作為一種新型的電力干式變壓器，電力電子變壓器越來越受到內外研究者的關注。它是一種含有電力電子變換器，通過高頻干式變壓器實現磁耦合的電力變換裝置。PET是一種新型多功能干式變壓器，它不僅完成常規變換、隔離和能量轉移，還起到電能質量控制器的作用。在配電系統中使用，不僅可以降低電壓，還可以保證電能質量。兩個或多個并聯運行是干式變壓器的一種重要運行方式，具有重要的研究價值。然而，目前內外對聚酯的研究主要集中在它的拓撲結構和控制策略上，而對它在電力系統中的應用及其運行特性的研究相對薄弱。采用主從控制方案，解決并聯PET輸出交流側并聯均流問題。模擬了階躍載荷和非線性載荷作用下并聯聚酯載荷的動態過程。本文研究了并行聚酯負荷分配的控制策略，并對典型運行進行了動態仿真。

1 pet的基本結構和控制策略

PET的基本拓撲分為交流-交流-交流變換器和交流-DC-交流-DC變換器。前者結構簡單，但可控性不高；后者結構復雜，控制策略完善，實用性強。典型的交流-DC-交流-DC-DC拓撲如圖1所示。

PET一次側電壓源PWM整流電路采用解耦電壓電流雙閉環控制，只要干式變壓器負載在一定范圍內為感性或容性，電網的功率因數即可接近1；初級單相逆變電路實現高頻逆變，采用開環控制。為了減小干式變壓器的體積和重量，干式變壓器的導磁材料是鐵氧體和其他導磁磁芯。干式變壓器的二次整流電路用于實現高頻整流，配電干式變壓器不考慮能量的雙向流動，因此采用無控整流電路。PET二次逆變電路為了輸出恒壓恒頻交流電壓，采用電壓閉環控制。

2聚酯并聯運行控制原理

兩臺或多臺聚酯裝置并聯運行是提高系統可靠性和擴大系統容量的有效途徑，但對聚酯裝置并聯運行的研究還不夠深入。PET二次逆變器的工作原理與美逆變器相同，在多個UPS并聯運行方面有豐富的成果[5-7]，在研究PET并聯運行時可以借鑒。目前提出的PET并行控制方式主要有集中控制方式、主從控制方式、分布式邏輯控制方式和非互聯控制方式[2]。本文研究了兩個不互連的聚酯裝置的并聯運行。圖2是兩個正電子發射斷層掃描并行系統的結構圖，它們的初級側連接到同一公共總線。

為了避免并聯干式變壓器中的環流，每個PET的二次側電壓的頻率、幅值和相位必須一致；為了實現并聯干式變壓器之間有功負荷和無功負荷的穩定分配，每個聚酯都應具有有功和無功功率差調節的特點。圖3為具有誤差調節特性的PET二次逆變器控制結構圖。

PET二次側電壓的頻率、幅值和相位取決于逆變器PWM脈沖的正弦調制信號，正弦調制信號的特性與頻率給定值f0、相位給定值0和幅值給定值有關。取F0=50 Hz，保證額定頻率。0對應于有功負荷P0的初始電壓相角(一般取0，引入有功補償系數KP > 0)，那么有功差動調節特性=0-KpP(1) U0對應于無功負荷Q=0的電壓幅值，引入無功補償系數KQ > 0，由于引入了有功和無功功率補償，可以對每個并聯運行的PET形成無功差動調節特性U=U0-KQQ(2)， 當負載變化時，并聯運行的各臺PET會自動調整其輸出電壓的相角和幅值，自動實現干式變壓器之間的穩定配電； 為了根據干式變壓器的容量合理分配負荷，各聚酯基于自身容量的Kp和KQ標準值應相等，一般取0.01 ~ 0.05。并聯PET和逆變電源的有功功率分配是通過頻差調節來實現的。顯然，在這種控制模式下，供電頻率無法維持在50Hz在不同載荷下；但為了保證頻率質量，頻差系數的值必須很小，不利于并聯PET之間有功負荷的穩定分配。與此不同，本文采用了初相角差調節的特點，既能保持恒頻供電，又能根據需要選擇合理的差調節系數，從而實現有功負荷的穩定合理分配。每個參與并聯的PET的輸出電壓頻率必須等于50Hz，以保證正常運行。在圖3中，這是可以做到的，因為頻率采用閉環PI控制。并聯運行的PET的參數可能不完全一致，但較常見的是限流電抗器或連接線的電感參數不同。圖3中的電壓測量點刻意設置在公共母線上，即使PET參數不一致，也能保證并聯PET之間穩定合理的功率分配。如果電壓測量點位于每個聚酯輸出端，這是無法保證的。 #p#分頁標題#e#

3模擬分析

本文利用Matlab6.5/Simulink建立仿真模型，模擬兩臺參數相同的聚酯裝置的并聯運行。系統主要參數為：PET額定容量10kVA，額定電壓240/110v；PET2額定容量10kVA，額定電壓240/110V，系統頻率50Hz，高頻干式變壓器頻率1000Hz，IGBT開關頻率9000Hz。KP和KQ硒含量為0.01，頻率f0為50Hz，相位0為0，振幅U0為1.0。

3.1

1.0s時，兩臺PET在低壓側由空載投入并聯運行，承擔功率因數為0.8的綜合性負載。有關變量波形如圖4-圖6所示。由圖可以看出，兩臺PET對應變量的波形一致。并聯運行后所承擔的負載電流相等，實現了均流控制以及有功、無功負荷的穩定分配，且頻率保持恒定值不變。

3.2  PET2加入并聯運行（情況2）

PET1 帶載運行，1.0s時PET2由空載狀態投入，兩臺PET并聯運行。有關波形如圖7和圖8所示。由圖可見，PET1由單機運行狀態切換至并聯運行狀態后，其承擔的負載電流、有功和無功負荷均有所下降，下降部分由PET2來承擔，較終兩臺并聯PET之間實現了均流控制以及有功、無功負荷的穩定分配且具有良好的動態響應性能。

4  結  論

本文基于有功和無功調差特性方程建立了PET控制策略及模型，基于該模型對PET并聯運行動態過程進行仿真研究。仿真結果表明，該控制策略可以在保持額定供電頻率的前提下，實現有功、 無功負荷的穩定分配，且動態特性良好。