[發明專利]電力電子變壓器及其無通訊線數據HUB實現方法

有效

• 申請號: 201410199355.8
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN103944410B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 趙劍鋒;劉巍;季振東;孫毅超
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M5/44
• 分類號: H02M5/44
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所32250
• 代理人: 王斌

1.一種實現無通訊線數據HUB的電力電子變壓器，所述電力電子變壓器采用AC/DC/AC三級結構，分為前級AC/DC環節、中級DC/DC環節、后級DC/AC環節；電力電子變壓器輸入側為交流電網，輸出側包括直流電網和交流電網；其特征在于，電力電子變壓器的控制器包括數據HUB功能模塊和能量控制功能模塊；

所述的數據HUB功能模塊包括：信號提取功能模塊，信號解調功能模塊，通訊處理功能模塊，數據調制功能模塊；

所述的能量控制功能模塊包括：輸入控制模塊、輸出控制模塊。

2.根據權利要求1所述的實現無通訊線數據HUB的電力電子變壓器，其特征在于：所述的信號提取功能模塊用于從電力線路上提取包含通訊信號頻率段的諧波，所述的信號提取功能模塊分別由電力電子變壓器輸入側的交流電網、電力電子變壓器輸出側的直流電網和交流電網上的電壓和電流中提取所需的包含信號的諧波。

3.根據權利要求1所述的實現無通訊線數據HUB的電力電子變壓器，其特征在于：所述的信號解調功能模塊用于從包含通訊信號的諧波中解調制出所需的數據信號，所述的信號解調功能模塊的輸入為所述的信號提取功能模塊的輸出。

4.根據權利要求1所述的實現無通訊線數據HUB的電力電子變壓器，其特征在于：所述的通訊處理功能模塊用于匯集、處理、發出以電力線路作為傳輸通道的數據信息，所述的通訊處理功能模塊從所述的信號解調模塊接收數據信號。

5.根據權利要求1所述的實現無通訊線數據HUB的電力電子變壓器，其特征在于：所述的數據調制功能模塊用于將數據信息調制成PWM載波，使載波中含有通訊信息；所述的數據調制功能模塊接收來自通訊處理功能模塊的數據信號，并將其調制生成三個載波，分別用于電力電子變壓器的前級AC/DC環節、中級DC/DC環節、后級DC/AC環節。

6.根據權利要求1所述的實現無通訊線數據HUB的電力電子變壓器，其特征在于：所述的輸入控制模塊和輸出控制模塊都接收來自所述的通訊處理功能模塊的控制量；所述的輸入控制模塊用于產生電力電子變壓器前級AC/DC環節的PWM調制波，輸出控制模塊用于產生電力電子變壓器中級DC/DC環節和后級DC/AC環節的PWM調制波。

7.根據權利要求5或6所述的實現無通訊線數據HUB的電力電子變壓器，其特征在于：所述的電力電子變壓器前、中、后三級的PWM載波和PWM調制波分別進行比較后生成驅動脈沖，對電力電子電路進行驅動。

8.一種電力電子變壓器的無通訊線數據HUB實現方法，其特征在于：所述電力電子變壓器采用AC/DC/AC三級結構，分為前級AC/DC環節、中級DC/DC環節、后級DC/AC環節；電力電子變壓器輸入側為交流電網，輸出側包括直流電網和交流電網；其特征在于，電力電子變壓器的控制器包括數據HUB功能模塊和能量控制功能模塊；所述的數據HUB功能模塊包括：信號提取功能模塊，信號解調功能模塊，通訊處理功能模塊，數據調制功能模塊；所述的能量控制功能模塊包括：輸入控制模塊、輸出控制模塊；所述電力電子變壓器的無通訊線數據HUB實現方法的數據接收過程采用如下控制方式：

a1）所述的信號提取功能模塊分別由電力電子變壓器輸入側的交流電網、電力電子變壓器輸出側的直流電網和交流電網上的電壓和電流中提取所需的包含有通訊信號的諧波；

a2）將所述的包含通訊信號的諧波送入所述的信號解調功能模塊，由信號解調功能模塊從諧波中解調制出所需的數據信號；

a3）將所述的數據信號送入所述的通訊處理功能模塊，通訊處理功能模塊匯集、處理接收到的數據信息，并根據接收到的信息發送控制量到所述的輸入控制模塊和輸出控制模塊，從而實現根據通訊信號完成對電力電子變壓器的實時控制。

9.根據權利要求8所述的電力電子變壓器的無通訊線數據HUB實現方法，其特征在于：所述電力電子變壓器的無通訊線數據HUB實現方法的數據發送過程采用如下控制方式：

b1）當有數據發送時，由所述通訊處理功能模塊發出原始通訊數據，通訊數據為數據幀的形式，包括幀頭、同步字符串、信息數據、幀尾；

b2）所述的數據調制功能模塊接收來自通訊處理功能模塊的通訊數據，并將其調制生成三個PWM載波，分別用于電力電子變壓器的前級AC/DC環節、中級DC/DC環節、后級DC/AC環節，三個PWM載波的調制采用移頻調制方式，數字1和0分別用頻率為f₁與f₂的載波表示；

b3）所述的輸入控制模塊產生電力電子變壓器前級AC/DC環節的PWM調制波，輸出控制模塊產生電力電子變壓器中級DC/DC環節和后級DC/AC環節的PWM調制波；電力電子變壓器前、中、后三級的PWM載波和PWM調制波分別進行比較后生成驅動脈沖，對電力電子電路進行驅動，通訊信號隨之發送至電力線路。