مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوری فصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران 16823745 23 2 2025 12 13 Design of a Power Electronic Transformer Structure Based on Multi-Port Converters with Integrated Energy Storage Capability طراحی ساختار مناسب ترانسفورماتور الکترونیک قدرت بر مبنای استفاده از مبدل های چند پورته با قابلیت نصب ذخیره ساز 107 116 fa حمید کاوش دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول مهدی سرادارزاده دانشگاه تهران 2025 1 4 Power Electronic Transformers (PETs) have emerged as promising alternatives to conventional Line Frequency Transformers (LFTs) in modern power systems. For high-power and high-voltage applications, modular configurations such as Cascaded H-Bridge (CHB) structures are widely recognized as effective PET design solutions. However, existing PET topologies, most commonly based on Dual Active Bridge (DAB) converters, suffer from significant drawbacks, including low-frequency distortion power in DC-link capacitors and degraded performance under fault conditions. To overcome these limitations, this paper introduces several multi-port converter-based PET architectures. By employing multiple five-port active bridge converters in conjunction with supercapacitors and an advanced control strategy for inter-port power management, the proposed PET achieves enhanced dynamic performance and fault-tolerant operation at both medium-voltage (MV) and low-voltage (LV) levels. Conceptual design and comprehensive simulation studies conducted in Matlab/Simulink confirm the effectiveness and robustness of the proposed topologies. ترانسفورماتور الکترونیک قدرت (PET) بهعنوان جایگزینی مناسب برای ترانسفورماتورهای معمول فرکانس خط (LFT) در سیستمهای قدرت مدرن در نظر گرفته میشود. همچنین، در کاربردهای با توان و ولتاژ بالا، ساختارهای مدولار مانند پل H آبشاری (CHB)، به عنوان راهحل&zwnj;های مناسب برای طراحی PET شناخته می&zwnj;شوند. با این حال، در توپولوژیها موجود معرفیشده، توانهای اعوجاجی فرکانس پایین در خازنهای لینک DC و عملکرد نامناسب در هنگام خطا میتواند از معضلات این توپولوژیها باشد که معمولاً بر اساس مبدل پل فعال دوگانه (DAB) طراحی میشوند. به منظور حل این مسئله، این مقاله چند ساختار مبتنی بر مبدلهای چندپورته پیشنهاد می&zwnj;کند که با پیکربندی مناسب میتوانند معضلات مطرحشده را رفع کنند. استفاده از چند مبدل پل فعال پنج&zwnj;گانه و ابرخازن و ارائه یک روش کنترل مناسب جهت کنترل توان بین پورت&zwnj;ها به طراحی جدید یک ترانسفورماتور الکترونیک قدرت با دینامیک بالا و قابلیت عملکرد در هنگام خطا در MV و LV منجر خواهد شد. طراحی مفهومی و مطالعات شبیهسازی انجامشده با استفاده از Matlab/Simulink اثربخشی و عملکرد مناسب توپولوژیهای پیشنهادی را نشان میدهد.

http://ijece.org/ar/Article/Download/49084