一種單相電力電子變壓器直流母線電壓均壓控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，尤其涉及一種單相電力電子變壓 器直流母線電壓均壓控制方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 傳統(tǒng)電力變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、可靠性高，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。但過(guò)低的工 作頻率導(dǎo)致傳統(tǒng)變壓器體積大，笨重，而且礦物油、環(huán)氧樹(shù)脂、難燃油等作為絕緣或冷卻介 質(zhì)的使用存在火災(zāi)和環(huán)境污染的潛在隱患。另外，它通常只能夠?qū)崿F(xiàn)電氣隔離、電壓等級(jí)變 換和功率雙向傳遞等相對(duì)單一的功能，而無(wú)網(wǎng)側(cè)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、諧波傳遞隔絕、過(guò)載及故障 保護(hù)、負(fù)載電壓調(diào)節(jié)等等功能。傳統(tǒng)變壓器的這些弱點(diǎn)使它無(wú)法滿足一些諸如智能電網(wǎng)等 新應(yīng)用場(chǎng)合的功能要求。針對(duì)傳統(tǒng)變壓器的上述弱點(diǎn)，研宄人員和工程師提出了電力電子 變壓器（PowerElectronicTransformer)或者固態(tài)變壓器（Solid-StateTransformer) 加以解決。
[0003] 在過(guò)去的幾十年中，電力電子技術(shù)有了長(zhǎng)足全面的快速發(fā)展，越來(lái)越多的電力電 子裝置在電力系統(tǒng)中應(yīng)用。然后，目前商業(yè)化的電力電子功率器件的單管或功率模塊的電 壓等級(jí)尚不能滿足中高壓級(jí)別的應(yīng)用，通常采用低電壓等級(jí)的模塊級(jí)聯(lián)來(lái)加以解決。由于 級(jí)聯(lián)模塊之間存在參數(shù)不匹配、損耗不相同等等問(wèn)題，會(huì)使整個(gè)級(jí)聯(lián)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，因 此級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)需要通過(guò)一定的控制策略來(lái)實(shí)現(xiàn)直流母線電壓之間的均壓控制。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有級(jí)聯(lián)模塊中存在直流母線電壓不均衡的不足，提供了 一種單相電力電子變壓器直流母線電壓均壓控制方法。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0006] 一種單相電力電子變壓器直流母線電壓均壓控制方法，該單相DC-AC電力電子變 壓器的功率主電路由隔離級(jí)和逆變級(jí)組成，其中，隔離級(jí)為高頻隔離型DC-DC變換器，逆變 級(jí)為DC-AC逆變器；隔離級(jí)的所有DC-DC變換器的輸入端串聯(lián)接中壓或高壓直流電壓源，輸 出端接對(duì)應(yīng)逆變級(jí)DC-AC逆變器的直流輸入端；逆變級(jí)的所有DC-AC逆變器交流側(cè)采用串 聯(lián)方式接輸出濾波器；該控制方法包括以下步驟：電力電子變壓器直流源側(cè)母線電壓均壓 控制和電力電子變壓器隔離級(jí)輸出側(cè)母線電壓均壓控制。
[0007] 本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：電力電子變壓器直流源側(cè)母線電壓均壓控制具體包括 如下的實(shí)現(xiàn)步驟：
[0008] 步驟1. 1，檢測(cè)電力電子變壓器隔離級(jí)輸入側(cè)每個(gè)DC-DC變換器直流側(cè)電壓Vdcn、 Vdc-12、…、Vm，并求出這n個(gè)直流側(cè)電壓的平均值Vi讚以作為步驟1. 2中直流側(cè)均壓參考 值，其中，i= 1，2,…，n;
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種單相電力電子變壓器直流母線電壓均壓控制方法，其特征在于：該單相DC-AC 電力電子變壓器的功率主電路由隔離級(jí)和逆變級(jí)組成，其中，隔離級(jí)為高頻隔離型DC-DC 變換器，逆變級(jí)為DC-AC逆變器；隔離級(jí)的所有DC-DC變換器的輸入端串聯(lián)接中壓或高壓直 流電壓源，輸出端接對(duì)應(yīng)逆變級(jí)DC-AC逆變器的直流輸入端；逆變級(jí)的所有DC-AC逆變器交 流側(cè)采用串聯(lián)方式接輸出濾波器；該控制方法包括以下步驟：電力電子變壓器直流源側(cè)母 線電壓均壓控制和電力電子變壓器隔離級(jí)輸出側(cè)母線電壓均壓控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相電力電子變壓器直流母線電壓均壓控制方法，其特 征在于：電力電子變壓器直流源側(cè)母線電壓均壓控制具體包括如下的實(shí)現(xiàn)步驟： 步驟1. 1，檢測(cè)電力電子變壓器隔離級(jí)輸入側(cè)每個(gè)DC-DC變換器直流側(cè)電壓Vd。n、VdcJ2、…、Vm，并求出這n個(gè)直流側(cè)電壓的平均值Vi讚以作為步驟1. 2中直流側(cè)均壓參考 值，其中，i= 1，2,…，n;
步驟1. 2,將步驟1. 1中所測(cè)得的每個(gè)模塊直流側(cè)電壓值Vdc;li同步驟1. 1中求出的直 流側(cè)電壓平均值Vlav6相比較，其輸出經(jīng)過(guò)比例積分調(diào)節(jié)器后獲得每個(gè)DC-DC變換器直流側(cè) 電壓均壓的指令u
步驟1. 3,檢測(cè)電力電子變壓器隔離級(jí)輸出側(cè)的直流側(cè)電壓Vd。21、Vd。22、…、Vd。2i，并求 出這n個(gè)直流側(cè)電壓的平均值V2_;
步驟1. 4,將步驟1. 3求得的隔離級(jí)輸出側(cè)直流電壓的平均值V2_同隔離級(jí)輸出側(cè)直 流電壓參考值相比較，其輸出經(jīng)過(guò)比例積分調(diào)節(jié)器后獲得隔離級(jí)輸出側(cè)直流電壓平 均值的指令恥 步驟1. 5,將步驟1. 2中得到的每個(gè)隔離級(jí)DC-DC變換器輸入側(cè)直流電壓均壓的指令A(yù)(pi、A(p2、…、Acpi加上步驟1.4中得到的隔離級(jí)輸出側(cè)直流電壓平均值的指令q>，從 而合成每個(gè)隔離級(jí)DC-DC變換器的最終指令91、92、…、炳。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單相電力電子變壓器直流母線電壓均壓控制方法，其特 征在于：電力電子變壓器隔離級(jí)輸出側(cè)母線電壓均壓控制具體包括如下的實(shí)現(xiàn)步驟： 步驟2. 1，不論電力電子變壓器連接的是負(fù)載還是電網(wǎng)，采用常規(guī)的雙環(huán)控制其電流環(huán) 輸出為逆變級(jí)總的控制指令<"，另外檢測(cè)得到系統(tǒng)輸出電流 步驟2. 2,將步驟1. 3中所測(cè)得的隔離級(jí)每個(gè)模塊輸出側(cè)直流電壓值Vdc; li同求出的直 流電壓平均值V2av6相比較，其輸出經(jīng)過(guò)比例調(diào)節(jié)器后同步驟2. 1中系統(tǒng)輸出電流U和逆變 級(jí)總的控制指令乘獲得每個(gè)直流側(cè)電壓均壓的指令A(yù)uy、Aum_2、…、Aum_i; 步驟2. 3,將步驟2. 2中獲得的每個(gè)直流側(cè)電壓均壓的指令A(yù)uml、Aum2、…、A^^同 步驟2. 1中逆變級(jí)總的控制指令相加得到逆變級(jí)每個(gè)模塊的指令值uu、、…、Uy。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種單相電力電子變壓器直流母線電壓均壓控制方法，該單相DC-AC電力電子變壓器的功率主電路由隔離級(jí)和逆變級(jí)組成，其中，隔離級(jí)為高頻隔離型DC-DC變換器，逆變級(jí)為DC-AC逆變器；隔離級(jí)的所有DC-DC變換器的輸入端串聯(lián)接中壓或高壓直流電壓源，輸出端接對(duì)應(yīng)逆變級(jí)DC-AC逆變器的直流輸入端；逆變級(jí)的所有DC-AC逆變器交流側(cè)采用串聯(lián)方式接輸出濾波器；該控制方法包括以下步驟：步驟1，電力電子變壓器直流源側(cè)母線電壓均壓控制；步驟2，電力電子變壓器隔離級(jí)輸出側(cè)母線電壓均壓控制。本發(fā)明控制方法可以實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)式單相電力電子變壓器級(jí)聯(lián)模塊間均壓控制，方法簡(jiǎn)單。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的正確、可靠性，為工程應(yīng)用提供了很好的參考價(jià)值。
【IPC分類】H02M7-48
【公開(kāi)號(hào)】CN104578859
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510025821
【發(fā)明人】劉進(jìn)軍, 王新宇, 歐陽(yáng)少迪, 孟飛
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日