兩臺或數臺PET并聯運行是變壓器的一種重要運行方式，具有重要的研究價值。但當前國內外對于PET的研究主要集中于其拓撲結構和控制策略上，對其在電力系統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PET輸出交流側的并聯均流問題；文獻[3]對并聯PET負載發生階躍變化以及帶非線性負載的動態過程進行了仿真研究。本文對配電用并聯PET負荷分配的控制策略進行研究，并對典型操作進行動態仿真[2,3] 。
1 PET的基本結構和控制策略
PET的基本拓撲結構分為交-交-交變換器和交-直-交-直-交雙直流變換器。前者結構簡單，但可控性不高：后者結構復雜，控制策略完善，實用性較強。典型的交-直-交-直-交雙直流拓撲結構如圖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，都可使電網的功率因數接近1；原邊的單相逆變電路實現高頻逆變，采用開環控制即可。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控制[4]。
2 PET并聯運行控制原理
兩臺或數臺PET并聯運行是提高系統可靠性和擴大容量的一種有效途徑，有關PET并聯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的并聯運行方面的成果比較豐富[5-7],在研究PET的并聯問題時可以借鑒。
目前提出的PET并聯控制方法主要有：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的并聯運行問題進行研究。圖2是兩臺PET并聯系統結構圖，其原方接于同一公共母線。
為了避免并聯變壓器出現環流，各臺PET的二次側電壓的頻率、幅值、相位必須保持一致；為實現并聯變壓器之間有功負荷和無功負荷的穩定分配，各臺PET應具有有功調差特性和無功調差特性。具有調差特性的PET副邊逆變器控制結構圖如圖3所示。
PET二次側電壓的頻率、幅值和相位取決于逆變器的PWM脈沖的正弦調制信號，正弦調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Kp＞0），則可形成有功調差特性
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KQ＞0，則可形成無功調差特性
U=U0-KQQ（2）
對并聯運行的各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，并聯運行的各PET將自動調節其輸出電壓的相位角和幅值，自動實現變壓器間的功率穩定分配；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]提出采用頻率調差特性進行并聯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量，頻率調差系數取值必須很小，這又不利于穩定分配并聯PET間的有功負載。與其不同，本文采用的初相角調差特性，即可保持恒頻供電，又可根據需要選合理的調差系數，實現有功負荷的穩定合理分配。參與并聯的各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PI控制，可以做到這一點。
并聯運行PET的參數可能不完全一致，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參數不一致的情況，也可以保證并聯PET間的功率穩定合理分配。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PET的并聯運行進行了仿真。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同時投入并聯運行（情況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，最終兩臺并聯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。
參考文獻：
[1]王丹，毛承雄，陸繼明，等．基于電子電力變壓器的電能質量調節方法[J]．高電壓技術，2005，31（8）:63-65.
[2]王丹，毛承雄，陸繼明.電力電子變壓器的并聯運行[J].電力自動化，2005，29（6）:66-71.
[3]劉海波，毛承雄，等.基于無互聯線控制的電子電力變壓器并聯技術[J].電力系統自動化.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].安徽工業大學學報，2006，23（2）:170-173.