兩臺或數(shù)臺PET并聯(lián)運行是變壓器的一種重要運行方式,，具有重要的研究價值,。但當前國內(nèi)外對于PET的研究主要集中于其拓撲結(jié)構和控制策略上，對其在電力系統(tǒng)中的應用及其運行特性的研究相對薄弱,。文獻[2]采用主從式控制方案解決并聯(lián)PET輸出交流側(cè)的并聯(lián)均流問題,；文獻[3]對并聯(lián)PET負載發(fā)生階躍變化以及帶非線性負載的動態(tài)過程進行了仿真研究。本文對配電用并聯(lián)PET負荷分配的控制策略進行研究,，并對典型操作進行動態(tài)仿真[2,3] ,。
1 PET的基本結(jié)構和控制策略
PET的基本拓撲結(jié)構分為交-交-交變換器和交-直-交-直-交雙直流變換器。前者結(jié)構簡單,，但可控性不高：后者結(jié)構復雜,，控制策略完善，實用性較強,。典型的交-直-交-直-交雙直流拓撲結(jié)構如圖1所示,。
PET 原邊的電壓型PWM整流電路采用解耦的電壓、電流雙閉環(huán)控制,，無論變壓器的負載是感性還是容性,，只要在一定的范圍內(nèi)，都可使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近1,；原邊的單相逆變電路實現(xiàn)高頻逆變,，采用開環(huán)控制即可。為減小變壓器的體積和重量,，變壓器導磁材料采用鐵氧體等高導磁磁芯,。變壓器副邊整流電路用于實現(xiàn)高頻整流，對配電變壓器不考慮能量的雙向流動,，故其采用不控整流電路,。為輸出恒壓、恒頻的交流電壓,，PET副邊逆變電路采用電壓閉環(huán)控制[4],。
2 PET并聯(lián)運行控制原理
兩臺或數(shù)臺PET并聯(lián)運行是提高系統(tǒng)可靠性和擴大容量的一種有效途徑，有關PET并聯(lián)運行的研究尚不夠深入,。PET副邊逆變器與US的逆變器工作原理一致,，而多臺UPS的并聯(lián)運行方面的成果比較豐富[5-7],在研究PET的并聯(lián)問題時可以借鑒。
目前提出的PET并聯(lián)控制方法主要有：集中控制方式,、主從控制方式,、分布邏輯控制方式和無互連線控制方式[2]。本文主要針對兩臺無互連線的PET的并聯(lián)運行問題進行研究。圖2是兩臺PET并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構圖,，其原方接于同一公共母線,。
為了避免并聯(lián)變壓器出現(xiàn)環(huán)流，各臺PET的二次側(cè)電壓的頻率,、幅值,、相位必須保持一致；為實現(xiàn)并聯(lián)變壓器之間有功負荷和無功負荷的穩(wěn)定分配,，各臺PET應具有有功調(diào)差特性和無功調(diào)差特性,。具有調(diào)差特性的PET副邊逆變器控制結(jié)構圖如圖3所示。
PET二次側(cè)電壓的頻率,、幅值和相位取決于逆變器的PWM脈沖的正弦調(diào)制信號,，正弦調(diào)制信號的特征與頻率給定值f0、相位給定值ρ0和幅值給定值有關,。取f0＝50Hz以保證額定頻率,。ρ0對應于有功負荷P0時的電壓初相角（一般取為0，引入有功補償系數(shù)Kp＞0）,，則可形成有功調(diào)差特性
ρ=ρ0-KpP（1）
U0對應于無功負荷Q=0時的電壓幅值,，引入無功補償系數(shù)KQ＞0，則可形成無功調(diào)差特性
U=U0-KQQ（2）
對并聯(lián)運行的各PET,，ρ0和U0的值應相同,，由于引入有功和無功補償，當負荷變動時,，并聯(lián)運行的各PET將自動調(diào)節(jié)其輸出電壓的相位角和幅值,，自動實現(xiàn)變壓器間的功率穩(wěn)定分配；為按變壓器容量大小合理分配負荷,，各PET以自身容量為基準的Kp和KQ的標幺值應該相等,，一般取0.01～0.05。
文獻[2,8]提出采用頻率調(diào)差特性進行并聯(lián)PET以及逆變電源的有功功率分配,。顯然,，在這種控制方式下，不同負荷時供電頻率不能保持為50Hz,；而若為了保證頻率質(zhì)量，頻率調(diào)差系數(shù)取值必須很小,，這又不利于穩(wěn)定分配并聯(lián)PET間的有功負載,。與其不同，本文采用的初相角調(diào)差特性,，即可保持恒頻供電,，又可根據(jù)需要選合理的調(diào)差系數(shù)，實現(xiàn)有功負荷的穩(wěn)定合理分配。參與并聯(lián)的各PET的輸出電壓頻率必須都等于50Hz才能保證正常運行,。在圖3 中,，由于對頻率采用閉環(huán)PI控制，可以做到這一點,。
并聯(lián)運行PET的參數(shù)可能不完全一致,，最常見的是限流電抗器或連接線電感參數(shù)不同。圖3中的電壓測量點特意設置于公共母線,，即使對于PET參數(shù)不一致的情況,，也可以保證并聯(lián)PET間的功率穩(wěn)定合理分配。如電壓測量點位于各PET輸出端,，則不能保證這一點[3],。
3 仿真分析
本文利用Matlab6.5/Simulink搭建了仿真模型，對兩臺同參數(shù)PET的并聯(lián)運行進行了仿真,。系統(tǒng)主要參數(shù)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(tǒng)頻率50Hz,，高頻變壓器頻率1000Hz，IGBT開關頻率 9000Hz,；KP,、KQ硒均取標幺值0.01，頻率給定值f0取50Hz,，相位給定值ρ0取0,，幅值給定值U0取標幺值為1.0。
3.1 兩臺PET同時投入并聯(lián)運行（情況1）
1.0s時,，兩臺PET在低壓側(cè)由空載投入并聯(lián)運行,，承擔功率因數(shù)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(lián)運行后所承擔的負載電流相等,，實現(xiàn)了均流控制以及有功,、無功負荷的穩(wěn)定分配，且頻率保持恒定值不變,。
3.2 PET2加入并聯(lián)運行（情況2）
PET1 帶載運行,，1.0s時PET2由空載狀態(tài)投入，兩臺PET并聯(lián)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(tài)切換至并聯(lián)運行狀態(tài)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，最終兩臺并聯(lián)PET之間實現(xiàn)了均流控制以及有功,、無功負荷的穩(wěn)定分配且具有良好的動態(tài)響應性能,。
4 結(jié) 論
本文基于有功和無功調(diào)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(lián)運行動態(tài)過程進行仿真研究,。仿真結(jié)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(xiàn)有功,、 無功負荷的穩(wěn)定分配,，且動態(tài)特性良好。
參考文獻：
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[2]王丹，毛承雄,，陸繼明.電力電子變壓器的并聯(lián)運行[J].電力自動化,，2005，29（6）:66-71.
[3]劉海波,，毛承雄,，等.基于無互聯(lián)線控制的電子電力變壓器并聯(lián)技術[J].電力系統(tǒng)自動化.2007,31（15）:55-60.
[4]董德志，謝達偉,，洪乃剛.基于雙PWM變換的電力電子變壓器[J].安徽工業(yè)大學學報,，2006，23（2）:170-173.