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基于GaN的三相电压与电流传动源用于继电保护测试
GaN-Based Three-Phase Voltage and Current Sources for Power Relay Testing
| 作者 | Luis Ramón Merchan-Villalba · Juan M. Cano-Gallardo · José J. Contreras Perez · Mario R. Arrieta Paternina · Jose M. Lozano-Garcia · Alejandro Pizano-Martinez · Guillermo Tapia-Tinoco · Harold R. Chamorro |
| 期刊 | IET Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年8月 |
| 卷/期 | 第 18 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 GaN器件 工商业光伏 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 氮化镓 三相电压电流源 功率保护继电器 电压电流发生器 性能评估 |
语言:
中文摘要
本文实现了一种低成本的基于氮化镓（GaN）的三相电压与电流传动源，用于验证电力保护继电器的性能。该方案采用三个单相全桥变换器，结合LC滤波器和隔离变压器，构成电压与电流发生装置。通过商用保护系统（SEL-451）的方向过流保护功能对所提出的电源性能进行测试评估。实验结果表明，该电源能够精确模拟电力系统故障条件，满足继电保护测试的动态响应与精度要求，具备高效率与高集成度优势。
English Abstract
This paper implements low-cost GaN-based three-phase voltage and current sources to validate power protective relays. This proposal develops voltage and current generators that use three single-phase full-bridge converters equipped with an LC filter and an isolating transformer. The performance of the voltage and current sources is assessed by testing a commercial protection system (SEL-451) via its directional current function.
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SunView 深度解读
该GaN三相电压电流源技术对阳光电源储能与光伏产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan系统的出厂测试与现场调试中，可用于验证继电保护功能的准确性，精确模拟电网故障工况（过流、欠压、频率异常等），确保构网型GFM和跟网型GFL控制策略的保护逻辑可靠性。GaN器件的高频开关特性可提升测试设备的动态响应速度和功率密度，降低测试成本。该方案对阳光电源开发高精度并网测试设备、优化储能系统保护算法、建立iSolarCloud云平台的远程故障诊断数据库具有技术借鉴意义，可提升产品质量管控能力和现场运维效率。