Przegląd topologii przekształtników wielopoziomowych pod kątem zastosowania w inteligentnym transformatorze

• Autorzy: Gajowik T. , Malinowski M.

Warianty tytułu

EN

Review of multilevel converters used in smart transformers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tematem niniejszego artykułu jest przegląd topologii przekształtników energoelektronicznych AC-DC oraz DC-DC, które z powodzeniem można stosować w układach typu „inteligentny transformator”. Opisano w nim cechy poszczególnych rozwiązań, ze szczególnym naciskiem na przekształtniki wielopoziomowe, które pracując wraz z siecią elektroenergetyczną średniego napięcia (SN), umożliwiają zastosowanie standardowych i stosunkowo tanich niskonapięciowych łączników półprzewodnikowych. Układ taki zachowuje wysoką sprawność, pomimo dużej częstotliwości przełączania tranzystorów, pozwalając tym samym uzyskać redukcję wartości elementów biernych w filtrach, zmniejszając jednocześnie objętość i cenę urządzenia. Zastosowanie układu wielopoziomowego w transformatorowym przekształtniku DC-DC, pozwala na pracę transformatora z wysoką częstotliwością, a co za tym idzie na zmniejszenie rozmiarów, wagi i ceny transformatora.

EN

This article presents an overview of AC-DC and DC-DC power converters topology used in the context of the application of "smart transformer". It describes the characteristics of individual solutions with an emphasis on multi-level converters connected to the medium voltage AC grid and it allows to apply commonly available and relatively inexpensive low-voltage semiconductor switches. Such systems maintain high efficiency as well as high frequency of switching. This allows to reduce a volume of passive elements in the filters, reducing the volume and price of the device. Use of the multi-level solution in DC-DC converter allows operation at high frequency, and thus to reduce the size, weight and cost of the transformer.

Słowa kluczowe

PL

energoelektronika; inteligentny transformator; przekształtniki wielopoziomowe

EN

power electronics; smart transformer; multi-level converters

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2015
• Tom: Z. 270
• Strony: 121--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gajowik T.

• Politechnika Warszawska, wydział Elektryczny, Instytut sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Malinowski M.

• Politechnika Warszawska, wydział Elektryczny, Instytut sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Bibliografia

• 1.Aggeler D., Biela J., Kolar J. W.: Solid-State Transformer based on SiC JFETs for Future Energy Distribution Systems. Smart Energy Strategies: Meeting the Climate Change Challenge, s. 29-32, Hochschulverlag AG, Zurich, 2008.
• 2.Malinowski M.,. Gopakumar K., Rodriguez J., Pérez M. A.: A Survey on Cascaded Multilevel Inverters. IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 57, nr 7, s. 2197-2206, July 2010.
• 3.Lai J-S., Peng F. Z.: Multilevel Converters - A New Breed of Power Converters. IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 32, No. 3, May/June 1996, s. 509-517.
• 4.Malinowski M., Styński S.: Simulation of Single-Phase Cascade Multilevel PWM Converters. The International Conference on ‘Computer as a Tool’, , EUROCON, Warsaw, s. 1524-1529, 2007.
• 5.Hoosh B. M., Zaimeddine R., Undeland T. M.: Comparison of Harmonics and Common Mode Voltage in NPC and FLC Multilevel Converters. 14th International Power Electronics and Motion Control Conference, Ohrid, s. T2-158 - T2-161, 2010.
• 6.Nami A., Liang J., Dijkhuizen F., and. Demetriades G. D.: Modular Multilevel Converters for HVDC Applications. Review on Converter Cells and Functionalities. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 30, nr 1, s. 18-36, August 2014.
• 7.Jing P., Wang C.: Analysis of Isolated Three-level Half-bridge Bidirectional DC/DC Converter based on series resonant. IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Hangzhou, s. 194 – 199, May 2012.