[發明專利]一種三相分離式混合型電力電子變壓器及其控制方法

在審

• 申請號: 201711101070.6
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107611992A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 劉君;馬曉紅;張迅;曾鵬;陳沛龍;楊濤;曾華榮;楊佳鵬;許逵;陳仕軍;劉宇;田承越
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/16;H02J3/01
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 商小川

1.一種三相分離式混合型電力電子變壓器，包括多繞組變壓器和H橋背靠背變換器，其特征在于：所述的多繞組變壓器包含原邊繞組、第一副邊繞組和第二副邊繞組，多繞組變壓器原邊繞組與10kV電網三角形連接，多繞組變壓器的第一副邊繞組與第一旁路開關連接，所述的第一旁路開關、濾波電感及H橋背靠背變換器依次連接，H橋背靠背變換器與LC濾波器連接，多繞組變壓器的第二副邊繞組分別與第二旁路開關和第三旁路開關連接，所述的第三旁路開關與負載連接，所述的第二旁路開關分別與靜態開關和LC濾波器連接，靜態開關和LC濾波器分別與第四旁路開關連接，第四旁路開關與負載連接。

2.根據權利要求1所述的一種三相分離式混合型電力電子變壓器，其特征在于：所述的H橋背靠背變換器為分相結構，每相H橋背靠背變換器均互相獨立，每相H橋背靠背變換器包括一個并聯變換器和一個串聯變換器，所述的并聯變換器和串聯變換器并聯連接。

3.根據權利要求1所述的一種三相分離式混合型電力電子變壓器，其特征在于：所述的靜態開關為三相靜態開關，每相靜態開關包含兩個反向晶閘管，所述的兩個反向晶閘管并聯連接。

4.根據權利要求2所述的一種三相分離式混合型電力電子變壓器，其特征在于：每個并聯變換器和串聯變換器均包括四個雙向開關結構，所述的雙向開關結構兩兩串聯連接后再并聯連接。

5.根據權利要求4所述的一種三相分離式混合型電力電子變壓器，其特征在于：所述的雙向開關結構包括一個IGBT和一個反向二極管，所述的IGBT和反向二極管并聯連接。

6.一種三相分離式混合型電力電子變壓器，其特征在于：控制方法包括以下步驟：

步驟1：測量三相分離式混合型電力電子變壓器電壓、電流；

步驟2：計算三相分離式混合型電力電子變壓器無功功率，對補償電流進行控制；

步驟3：檢測三相分離式混合型電力電子變壓器電壓故障；

步驟4：三相分離式混合型電力電子變壓器動態電壓補償及控制。

7.根據權利要求6所述的三相分離式混合型電力電子變壓器，其特征在于：步驟1所述的測量三相分離式混合型電力電子變壓器電壓、電流還包括以下步驟：

步驟1.1測量負載回路的電壓u_a、u_b、u_c、負載回路電流i_a、i_b、i_c；

步驟1.2測量并聯變換器的輸出電流i_Lpa、i_Lpb、i_Lpc以及串聯變換器的輸出電流i_La、i_Lb、i_Lc；

步驟1.3測量串聯變換器的電容電流i_sa、i_sb、i_sc、電容電壓u_ga、u_gb、u_gc；

步驟1.4將測量的負載回路的電壓、電流，并聯變換器和串聯變換器的輸出電流以及串聯變換器的電容電流和電容電壓進行Clark變換。

8.根據權利要求6所述的一種三相分離式混合型電力電子變壓器，其特征在于：步驟2所述的計算三相分離式混合型電力電子變壓器無功功率，對補償電流進行控制還包括以下步驟：

步驟2.1計算三相分離式混合型電力電子變壓器單相無功電流i_id、i_iq；

步驟2.2計算三相分離式混合型電力電子變壓器無功補償電流Δi_iq，其中i＝a、b、c；

步驟2.3對無功補償電流進行閉環控制。

9.根據權利要求6所述的一種三相分離式混合型電力電子變壓器，其特征在于：步驟3所述的檢測三相分離式混合型電力電子變壓器電壓故障還包括以下步驟：

步驟3.1計算三相分離式混合型電力電子變壓器相電壓矢量和u_idq，其中i＝a、b、c；

步驟3.2計算三相分離式混合型電力電子變壓器電壓偏差Δu_i，其中i＝a、b、c；

步驟3.3判斷三相分離式混合型電力電子變壓器電壓故障。

10.根據權利要求6所述的一種三相分離式混合型電力電子變壓器，其特征在于：步驟4所述的三相分離式混合型電力電子變壓器動態電壓補償及控制還包括以下步驟：

步驟4.1對三相分離式混合型電力電子變壓器電壓電流雙閉環控制；

步驟4.2對三相分離式混合型電力電子變壓器進行反向Clark變換；

步驟4.3對三相分離式混合型電力電子變壓器輸出電壓進行PWM調制。