Hierarchical Decoupling Control of Cascaded Power Electronic Transformer

Xing WEI; Xinshun ZHU; Yubo YUAN; Qiwen ZHOU; Xuefeng GE; Chen YANG

doi:10.7500/AEPS20200227015

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Hierarchical Decoupling Control of Cascaded Power Electronic Transformer

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Hierarchical Decoupling Control of Cascaded Power Electronic Transformer
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 8, Pages: 194-199(2021)
- 作者机构：
  
  1.南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市 211002
  2.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏省南京市 210003
  3.南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司），江苏省南京市 211106
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China
- DOI：10.7500/AEPS20200227015
  CLC：
- Received：27 February 2020，
  
  Revised：2020-04-21，
  
  Published Online：29 June 2020，
  
  Published：25 April 2021
- 稿件说明：
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魏星,朱信舜,袁宇波等.级联型电力电子变压器分级解耦控制[J].电力系统自动化,2021,45(8):194-199.

WEI Xing,ZHU Xinshun,YUAN Yubo,et al.Hierarchical Decoupling Control of Cascaded Power Electronic Transformer[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(8):194-199.
魏星,朱信舜,袁宇波等.级联型电力电子变压器分级解耦控制[J].电力系统自动化,2021,45(8):194-199. DOI： 10.7500/AEPS20200227015.

WEI Xing,ZHU Xinshun,YUAN Yubo,et al.Hierarchical Decoupling Control of Cascaded Power Electronic Transformer[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(8):194-199. DOI： 10.7500/AEPS20200227015.

摘要

应用于交直流混合配电网的级联型电力电子变压器（PET）能够实现柔性互联、电压变换、电气隔离和功率控制等多种功能。由于级联型PET内部的级联H桥级和双有源桥级之间电气耦合程度高且控制目标不同，提出一种分级解耦控制方案，在简化控制架构的同时可实现各级的独立灵活控制。此外，针对级联型PET采用多个功率单元输入串联输出并联的拓扑结构，提出一种基于分级解耦控制的串联均压并联均流控制策略，以降低参数差异的影响。研制了一台额定交流电压为10 kV、额定直流电压为750 V、额定容量为500 kVA的级联型PET。实验结果验证了该控制方案工程应用的可行性及有效性。

Abstract

Cascaded power electronic transformer (PET) for hybrid AC/DC distribution networks can realize multiple functions such as flexible interconnection

voltage conversion

electrical isolation and power control. Due to the high degree of electrical coupling between the cascaded H-bridge and the dual active bridge stage in the cascaded PET with different control objectives

a hierarchical decoupling control scheme is proposed to simplify the control architecture and achieve independent flexible control at all levels. Since the topology of cascaded PET adopts input-series output-parallel (ISOP) of multiple power units

a control strategy of series voltage equalization and parallel current equalization based on hierarchical decoupling control is proposed to reduce the influence of parameter differences. A cascaded PET with rated AC voltage of 10 kV

rated DC voltage of 750 V and rated capacity of 500 kVA is developed

and the experimental results verify the feasibility and effectiveness of the engineering application of the control scheme.

关键词

Keywords

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魏星（ 1986 —），男，通信作者，硕士，高级工程师，主要研究方向：电力电子技术在电力系统中的应用等。E-mail：weix@nrec . com

朱信舜（ 1988 —），男，硕士，工程师，主要研究方向：电力电子技术在电力系统中的应用等。E-mail：zhuxs@nrec . com

袁宇波（ 1975 —），男，博士，高级工程师，主要研究方向：电力系统继电保护、智能变电站技术、高压直流输电控制保护技术及柔性输电技术等。 E-mail ： yyb 97104 @sina . com

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