In this paper, a comparison of six representative topologies for the implementation of Solid State Transformers (SST) is performed. The objective is to help identify the most suitable topology capable of supporting additional functionalities as compared to a regular transformer, e.g. on-demand reactive power support to grid, voltage regulation, and current limiting. The comparison is based on switch loss, switch count, control characteristics and supported functionalities. It has been concluded that a three-stage configuration comprising distinct AC-DC, DC-DC and DC-AC stages results in the most suitable implementation. A Simulink model corresponding to this three-stage configuration is developed to demonstrate the desired characteristics and functionalities of the SST

چکیده

در این مقاله، شش توپولوژی نمونه برای پیاده سازی ترانسفورماتورهای حالت جامد (SST) با هم مقایسه شده اند. هدف از این کار، کمک به شناسایی مناسب ترین توپولوژی با توانایی پشتیبانی از قابیلت های تکمیلی در مقایسه با ترانسفورماتورهای معمولی است، به عنوان مثال، تامین توان راکتیو بنا به تقاضا برای شبکه، تنظیم ولتاژ و محدود سازی جریان. این مقایسه بر اساس افت سوئیچ، شمار سوئیچ، مشخصه های کنترل و قابلیت های پشتیبانی شده می باشد. نتیجۀ به دست آمده این است که پیکربندی سه طبقه ای شامل طبقات مجزای AC-DC، DC-DC و DC-AC منتج به مناسب ترین پیاده سازی می شود. مدل سیمولینک متناظر با این پیکربندی سه طبقه ای برای نشان دادن مشخصه های مطلوب و قابیلت های SST توسعه داده شده است.

1-مقدمه

نوسازی سیستم توزیع توان برای شبکه های هوشمند آتی، کار کلیدی و مهمی است. شکل 1، سیستم توزیع مدرنی را نشان می دهد که توسط مرکز سیستم مدیریت و تامین انرژی الکتریکی تجدید پذیر آتی (FREEDM) طرح شده است. ترانسفورماتورهای الکترونیک قدرت، و یا به اصطلاح ترانسفورماتورهای حالت جامد (SST)، یکی از فناوری هایی هستند که سیستم FREEDM را میسر می سازند...