1.一種自耦電力電子變壓器,其特征在于,包括公共直流電容和若干個相單元電路,所述相單元電路包括第一電感、第二電感、N個H橋模塊以及N個隔離型雙向DC/DC模塊;
各個所述隔離型雙向DC/DC模塊的第一直流端口均與公共直流電容并接,各個所述隔離型雙向DC/DC模塊的第二直流端口均與對應的所述H橋模塊的直流端口連接;
第1至第N個H橋模塊的交流端口依次級聯(lián),第1個H橋模塊的交流端口的第一出線與所述第一電感的一端連接,所述第一電感的另一端與第N個H橋模塊的交流端口的第二出線構(gòu)成高壓端口;
第k個H橋模塊的交流端口的第一出線與第二電感的一端連接,所述第二電感的另一端與第N個H橋模塊的交流端口的第二出線構(gòu)成低壓端口,其中2≤k≤N。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自耦電力電子變壓器,其特征在于,所述隔離型雙向DC/DC模塊包括全控開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8,二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8,變壓器T1以及電容C1;
全控開關(guān)管Q1的源極分別與全控開關(guān)管Q3的漏極、二極管D1的陽極以及二極管D3的陰極連接;
全控開關(guān)管Q2的源極分別與全控開關(guān)管Q4的漏極、二極管D2的陽極連接以及二極管D4的陰極連接,全控開關(guān)管Q2的漏極分別與全控開關(guān)管Q1的漏極、二極管D1的陰極連接;
全控開關(guān)管Q3的源極分別與二極管D3的陽極、全控開關(guān)管Q4的源極以及二極管D4的陽極連接;
變壓器T1初級繞組的一端與全控開關(guān)管Q3的漏極連接,另一端與全控開關(guān)管Q4的漏極連接;
全控開關(guān)管Q5的源極分別與全控開關(guān)管Q7的漏極、二極管D5的陽極以及二極管D7的陰極連接;
全控開關(guān)管Q6的源極分別與全控開關(guān)管Q8的漏極、二極管D6的陽極以及二極管D8的陰極連接,全控開關(guān)管Q6的漏極分別與全控開關(guān)管Q5的漏極、二極管D5的陰極連接;
全控開關(guān)管Q7的源極分別與二極管D7的陽極、全控開關(guān)管Q8的源極以及二極管D8的陽極連接;
變壓器T1次級繞組的一端與全控開關(guān)管Q7的漏極連接,另一端與全控開關(guān)管Q8的漏極連接;
電容C1的一端與全控開關(guān)管Q6的漏極連接,另一端與全控開關(guān)管Q8的源極連接;
全控開關(guān)管Q1的漏極以及全控開關(guān)管Q3的源極構(gòu)成所述隔離型雙向DC/DC模塊的第一直流端口;全控開關(guān)管Q6的漏極以及全控開關(guān)管Q8的源極構(gòu)成所述隔離型雙向DC/DC模塊的第二直流端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自耦電力電子變壓器,其特征在于,所述全控開關(guān)管為MOSFET或IGBT。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的自耦電力電子變壓器,其特征在于,所述H橋模塊包括全控開關(guān)管Q9、Q10、Q11、Q12以及二極管D9、D10、D11、D12;
全控開關(guān)管Q9的源極分別與全控開關(guān)管Q11的漏極、二極管D9的陽極以及二極管D11的陰極連接;
全控開關(guān)管Q10的源極分別與全控開關(guān)管Q12的漏極、二極管D10的陽極連接以及二極管D12的陰極連接,全控開關(guān)管Q10的漏極分別與全控開關(guān)管Q9的漏極、二極管D9的陰極連接;
全控開關(guān)管Q11的源極分別與二極管D11的陽極、全控開關(guān)管Q12的源極以及二極管D12的陽極連接;
全控開關(guān)管Q9的漏極和全控開關(guān)管Q11的源極構(gòu)成所述H橋模塊的直流端口,全控開關(guān)管Q11的漏極和全控開關(guān)管Q12的漏極構(gòu)成所述H橋模塊的交流端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自耦電力電子變壓器,其特征在于,所述全控開關(guān)管為MOSFET或IGBT。
6.一種權(quán)利要求1-5中任一項所述的自耦電力電子變壓器的輸出功率的控制方法,其特征在于,包括如下步驟:
根據(jù)自耦電力電子變壓器的輸出功率目標值,計算所述自耦電力電子變壓器中第1個H橋模塊至第k-1個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和,以及第k個H橋模塊至第N個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和;
根據(jù)所述1個H橋模塊至第k-1個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和對所述自耦電力電子變壓器中第1個H橋模塊至第k-1個H橋模塊進行控制;根據(jù)所述第k個H橋模塊至第N個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和對所述自耦電力電子變壓器中第k個H橋模塊至第N個H橋模塊進行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自耦電力電子變壓器的輸出功率的控制方法,其特征在于,所述輸出功率目標值包括所述自耦電力電子變壓器的低壓端口的輸出無功功率目標值和輸出有功功率目標值以及高壓端口的輸出無功功率目標值;所述計算所述自耦電力電子變壓器中第1個H橋模塊至第k-1個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和,以及第k個H橋模塊至第N個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和的過程包括:
獲取公共直流電容兩端的電壓實測值,根據(jù)公共直流電容兩端的電壓實測值與電壓標準值的偏差,獲得所述自耦電力電子變壓器的高壓端口的輸出有功功率指令值;
根據(jù)所述自耦電力電子變壓器的低壓端口的輸出無功功率目標值和輸出有功功率目標值,獲得所述自耦電力電子變壓器中第k個H橋模塊至第N個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和;
根據(jù)自耦電力電子變壓器的高壓端口的輸出無功功率目標值和所述輸出有功功率指令值,獲得自耦電力電子變壓器中第1個H橋模塊至第N個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和;
根據(jù)所述自耦電力電子變壓器中第k個H橋模塊至第N個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和,以及第1個H橋模塊至第N個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和,獲得第1個H橋模塊至第k-1個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自耦電力電子變壓器的輸出功率的控制方法,其特征在于,在獲取公共直流電容兩端的電壓實測值之前,還包括如下步驟:
控制自耦電力電子變壓器中各個隔離型雙向DC/DC模塊,使各個隔離型雙向DC/DC模塊的第二直流端口的電壓穩(wěn)定在相應的設定值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的自耦電力電子變壓器的輸出功率的控制方法,其特征在于,計算所述自耦電力電子變壓器的高壓端口的輸出有功功率指令值的過程包括:
對所述公共直流電容兩端的電壓實測值與電壓標準值的偏差進行PI控制,獲得所述自耦電力電子變壓器的高壓端口的輸出有功功率指令值。
10.一種權(quán)利要求1-5中任一項所述的自耦電力電子變壓器的輸出功率的控制系統(tǒng),其特征在于,包括:
計算模塊,用于根據(jù)自耦電力電子變壓器的輸出功率目標值,計算所述自耦電力電子變壓器中第1個H橋模塊至第k-1個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和,以及第k個H橋模塊至第N個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和;
控制模塊,用于根據(jù)所述1個H橋模塊至第k-1個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和對所述自耦電力電子變壓器中第1個H橋模塊至第k-1個H橋模塊進行控制;以及根據(jù)所述第k個H橋模塊至第N個H橋模塊交流端口基波電壓向量之和對所述自耦電力電子變壓器中第k個H橋模塊至第N個H橋模塊進行控制。