Power Electronics Building Blocks for implementing Smart MV/LV Distribution Transformers for Smart Grid

With an observed increase in the involvement of active consumers in activities aimed at improving energy efficiency and increasing interest in producing energy from renewable sources, there is a need for the development of new technologies enabling the distribution network operators to offer new services and functionalities. Smart MV/LV distribution transformers are characterized by a compact three-stage design, including an input stage in the form of a controlled power electronic AC-DC converter on the MV side, intermediate stage in the form of a DC-DC converter with isolation implemented at high frequency and an output stage in the form of controlled power electronic DC-AC converter on the LV side. Topologies and functionalities of basic subsystems of smart distribution transformer are discussed in the paper using the Power Electronics Building Blocks concept. The recent results of investigations carried out at Gdańsk University of Technology are also presented.

Przy coraz większym zaangażowaniu aktywnych odbiorców w działania mające na celu poprawę efektywności wykorzystania energii oraz wzroście zainteresowania wytwarzaniem energii z odnawialnych źródeł konieczne staje się opracowanie rozwiązań technologicznych, które umożliwią operatorom sieci dystrybucyjnych rozwój nowych usług i funkcjonalności. W odróżnieniu od konwencjonalnych transformatorów, inteligentne transformatory dystrybucyjne, będące w fazie opracowań, wykorzystują w swej budowie szybkie przyrządy półprzewodnikowe dużej mocy i obwody magnetyczne wysokiej częstotliwości, zapewniając sterowanie dwukierunkowym przepływem energii oraz płynną regulację parametrów napięcia sieci. Z założenia inteligentne transformatory dystrybucyjne charakteryzują się budową modułową. W artykule autor omówił podstawowe energoelektroniczne moduły funkcjonalne, z których realizowane są inteligentne transformatory dystrybucyjne, oraz przedstawił wyniki badań prowadzonych na Politechnice Gdańskiej nad budową modelu inteligentnego transformatora.