[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

技術領域

本發明屬于電力電子裝置與控制技術領域，尤其涉及一種電力電子變壓器的無通訊線數據HUB實現方法，是一種利用電力電子變壓器裝置與控制技術同時實現能量控制功能與數據HUB功能的方法。??

背景技術

隨著特高壓輸電技術的發展，傳統的輸電技術也發生了巨大的變化；智能電網技術的提出與發展，給電力系統帶來了新的理念和挑戰，微電網的概念也應運而生，集中電源與分布式電源優勢互補、大電網與微電網共同發展，將是未來電力系統發展的趨勢。電力電子變壓器作為智能電網的重要支撐設備，也應運而生，具有較好的發展前景，其突出特點在于：可實現對變壓器原、副邊電壓幅值與相位的靈活控制，滿足未來電力系統的發展新要求，獲得更高的系統穩定性，并可整合各種交直流分布式發電，以及實現電力市場下對功率潮流的實時控制。電力電子變壓器在保證特高壓交直流輸電的安全可靠性，可再生能源的可靠并網，以及改善電能質量等方面都有重要的意義。?

另一方面，電力線網絡作為目前覆蓋范圍最廣的網絡，有著巨大的潛在利用價值；同時，由于電力網需要具有控制信號傳輸、調度自動化數據傳輸等數據傳輸功能，電力網通信技術也具有非常重要的地位。隨著電力行業的發展，電力信息化程度不斷加深，電力網與電力信息網之間也具有越來越明顯的互相滲透趨勢。利用已有的電力傳輸線路完成數據通信，不僅成本低，而且建網和維護也變得簡單。早在上世紀二十年代，通過電力線路進行數據傳輸就開始引起人們的關注，此后該技術得到了快速的發展，隨著電力線路通信技術的不斷發展與成熟，其已經廣泛應用于高、中、低壓等不同的輸電線網絡。但傳統的電力線通信技術需要通過專門的設備對數據信號進行調制、濾波、解調等操作，這些專門設備不僅增加了成本，還需要承擔故障風險。?

電力電子變壓器的廣泛應用是未來電力網的發展趨勢，由于電力電子變壓器與電力線路相連，其主要功能是實現能量傳輸控制，本身具有能量控制功能，加之電力電子變壓器今后在電力網中的應用愈發廣泛，如果利用電力電子變壓器同時實現能量控制和數據HUB功能，使電力網中的每個電力電子變壓器作為能量控制節點和信息傳輸節點，不僅可以省去專用通信設備從而節約成本，而且在電力電子變壓器快速發展的趨勢下，有著廣闊的應用前景。??

發明內容

本發明的目的是基于AC/DC/AC型電力電子變壓器電力線路數據HUB功能，提出一種電力電子變壓器的無通訊線數據HUB實現方法，通過將電力電子變壓器的控制器分為能量控制功能部分與數據HUB功能部分，從而實現通過電力電子變壓器實現電力線路數據通訊功能。?

本發明提供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；電力電子變壓器的控制器中包含數據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；

優選地，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。

優選地，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。?

優選地，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。?

優選地，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。?

優選地，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。?

優選地，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。?