混合式配电变压器功角优化控制

摘要

针对现有同相位控制无法使混合式配电变压器(HDT)损耗达到最小的问题，提出了HDT的最小损耗模式，以实现功角优化控制，从而降低其运行损耗。首先，建立HDT的相量关系，导出可变损耗与负荷、功率因数角、网侧电压波动系数、功角之间的函数关系；然后，导出最优功角的解析公式，据此建立最小损耗模式的计算流程，从而提出HDT功角优化控制策略。该策略的突出特点在于实时检测电网及负荷工况，进而在线算出实现最小损耗的最优功角；理论分析指出，负荷越轻、越接近纯阻性，电压同相位模式更接近最小损耗模式；反之，电流同相位模式更接近最小损耗模式。仿真及实验结果表明：在网侧电压波动及负载电流畸变工况下，所提出的功角优化控制策略能在实现网侧电流正弦单位功率因数控制及负载电压正弦稳定控制的前提下，有效减小HDT的损耗；轻载工况下，相比电流同相位模式，仿真和实验最小损耗模式能减小可变损耗的60%和42%;在额定负载下，相比电压同相位模式，仿真和实验最小损耗模式能减小可变损耗的46%和37%。

关键词

混合式配电变压器 / 相量关系 / 功角优化 / 最小损耗

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52207065); 陕西省重点研发计划资助项目(2022GXLH-01-10)