[發明專利]電力電子變壓器的控制方法及系統

有效

• 申請號: 201410176983.4
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103972894A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 周柯;陳立;趙堅;奉斌;帥智康;楊晶晶;許飛;徐波;吳麗芳;歐世峰;金慶忍;楚紅波
• 申請（專利權）人: 廣西電網公司電力科學研究院;湖南大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李迪

技術領域

本發明涉及電力電子控制領域，特別涉及一種電力電子變壓器的控制方法及系統。

背景技術

傳統變壓器并聯運行在電力系統普遍存在，隨著大量的非線性和沖擊性負載的出現，由這些負載所產生的諧波及無功電流對公共電網的污染日益嚴重，一般需要加入靜止無功補償器和有源濾波器裝置進行無功補償和諧波抑制。但這樣會使系統變得比較龐大，同時還會存在環流問題。電力電子變壓器(PET)是一種可控性極強的電力變壓器，體積小，重量輕，不僅可以實現傳統變壓器電壓等級變換、電磁隔離、能量傳輸的功能，還可以消除負載側電能質量問題對電網側的影響，實現電網側和負載側的解耦。但是相比于傳統變壓器，現階段PET造價昂貴。

隨著PET在電力系統中的推廣，PET和傳統變壓器并聯運行將在電力系統中逐漸成為常態。現有PET和傳統變壓器并聯技術中，利用PET輸出電壓幅值、相位和頻率均可控的性質，使PET輸出電壓跟蹤常規電力變壓器的副邊繞組電壓，從而抑制并聯系統環流。

綜合現有PET和傳統變壓器并聯技術，只能夠實現并聯系統的環流的抑制，若要進行電能質量調節，需在線路中增加靜止無功補償器、有源濾波器等裝置，增加了成本。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明提供的一種電力電子變壓器的控制方法及系統，以較低的成本滿足配電網擴容需求，增強系統的穩定性及供電可靠性。

(二)技術方案

本發明提供了一種電力電子變壓器的控制方法，該方法包括以下步驟：

S1.確定電力電子變壓器的有功電流指令值；

S2.確定電力電子變壓器的無功諧波電流指令值；

S3.根據所述有功電流指令值和所述無功諧波電流指令值，確定電力電子變壓器的復合電流指令值；

S4.檢測電力電子變壓器的輸出電流；

S5.通過電流控制算法，控制所述電力電子變壓器的輸出電流跟隨所述的復合電流指令值變化。

進一步地，所述步驟S1具體包括：

檢測并聯母線電壓，并檢測與所述電力電子變壓器并聯的傳統變壓器的電流，根據所述并聯母線電壓和所述電力電子變壓器并聯的傳統變壓器的電流，得出傳統變壓器的輸出功率，所述并聯母線為所述電力電子變壓器與所述傳統變壓器并聯的母線；所述傳統變壓器為不能對電能質量進行控制的變壓器；

根據預測得到的負荷曲線，預測負荷所需的有功功率，得出負荷所需有功功率的預測值；

根據所述輸出功率和所述預測值，確定并控制電力電子變壓器需輸出的有功功率；

根據所述電力電子變壓器需輸出的有功功率，獲得電力電子變壓器的有功電流指令值。

進一步地，所述步驟S2和S3具體包括：

檢測配網負載三相電流；

將所述配網負載三相電流的三相瞬時電流，轉變為瞬時有功電流分量和無功電流分量；

將所述瞬時有功電流分量和無功電流分量，轉變為有功直流分量和無功直流分量；

根據有功直流分量和無功直流分量，對諧波電流和無功電流進行補償選擇，得到三相基波電流中的有功分量；

將所述配網負載三相電流減去所述三相基波電流中的有功分量，得到電力電子變壓器的無功諧波電流指令值；

將所述電力電子變壓器的無功諧波電流指令值和有功電流指令值，合成電力電子變壓器的復合電流指令值。

進一步地，所述補償選擇包括：選擇同時補償無功電流和諧波電流，或只補償諧波電流。

進一步地，所述步驟S4具體包括：

將所述電力電子變壓器的復合電流指令值與電力電子變壓器輸出電流作差，得到差值；

根據所述差值，確定電力電子變壓器PWM控制信號；

根據所述電力電子變壓器PWM控制信號，得到電力電子變壓器的輸出電壓波形；

根據所述電力電子變壓器的輸出電壓波形，得到所述電力電子變壓器的輸出電流。

本發明還提供了一種電力電子變壓器的控制系統，包括以下模塊：

功率控制模塊，用于確定控制電力電子變壓器的有功電流指令值；

電能質量調節模塊，用于確定電力電子變壓器的無功諧波電流指令值，根據所述有功電流指令值和所述無功諧波電流指令值，確定電力電子變壓器的復合電流指令值；

電流環控制模塊，用于根據所述復合電流指令值，確定電力電子變壓器的輸出電流，通過電流控制算法，控制所述電力電子變壓器的輸出電流跟隨所述的復合電流指令值變化。

進一步地，所述功率控制模塊包括：