[發(fā)明專利]一種三端口電力電子變壓器的集中控制器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811258450.5
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109361317A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吉宇;袁曉冬;費益軍;徐曉軼;李強
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司南通供電分公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02M7/48
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32304
• 代理人: 馬麗麗

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三端口電力電子變壓器的集中控制器，包括高壓端口、低壓直流端口和低壓交流端口，所述高壓端口包括若干個功率模塊，還包括控制主機，每個所述功率模塊均配備兩個編解碼單元和一個校驗和控制信號分配單元；所述控制主機接收各個功率模塊傳輸過來的電壓和電流信號，將未調(diào)制的控制信號傳輸給到各個功率模塊；控制主機與每個所述功率模塊之間采用兩路串行總線實現(xiàn)雙向通信；每個所述校驗和控制信號分配單元，將接收到的兩路控制信號進行對比和校驗，該集中控制器仍然采用集中式的控制方式，將控制端口移至功率模塊附近，主機采用編碼通信的方式將控制信息傳輸?shù)焦β誓K，減小控制主機的體積，提高可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三端口電力電子變壓器的集中控制器。

背景技術(shù)

三端口電力電子變壓器，包括高壓端口(以直流端口為例)，低壓直流端口和低壓交流端口。其中高壓端口包括了若干個模塊的串聯(lián)，通過高頻變壓器隔離之后首先連接低壓直流端口，然后通過逆變器連接低壓交流端口。

對于此類復(fù)雜的電力電子變壓器裝置，需要大量的模擬信號測量通道和開關(guān)器件控制信號，通常可以采用分布式、分層式或者集中式控制器方案。其中的集中式控制有利于全面優(yōu)化系統(tǒng)性能，但當(dāng)采用集中式控制器時，需要功能強大的控制主機，以及大量的控制端口和信號端口。隨著微處理器技術(shù)的快速發(fā)展，開發(fā)功能強大的控制主機已經(jīng)不再困難，但是大量的控制端口和復(fù)雜的信號連線使控制主機體積龐大，可靠性下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種新的三端口電力電子變壓器的集中控制器，仍然采用集中式的控制方式，但將控制端口移至功率模塊附近，主機采用編碼通信的方式將控制信息傳輸?shù)焦β誓K，減小控制主機的體積，提高可靠性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種三端口電力電子變壓器的集中控制器，包括高壓端口、低壓直流端口和低壓交流端口，所述高壓端口包括n個功率模塊，n為大于等于2的整數(shù)，該n個模塊采用串聯(lián)的方式，所述高壓端口的每個所述功率模塊分別與高頻變壓器連接，所述高頻變壓器的輸出端通過雙向低壓整流器連接至所述低壓直流端口，所述低壓直流端口通過雙向低壓逆變器連接至所述低壓交流端口，其特征在于：還包括控制主機，每個所述功率模塊均配備兩個編解碼單元和一個校驗和控制信號分配單元；所述控制主機接收各個所述功率模塊傳輸過來的電壓和電流信號，完成主要控制任務(wù)，將未調(diào)制的控制信號傳輸給到各個功率模塊；所述控制主機與每個所述功率模塊之間采用兩路串行總線實現(xiàn)雙向通信，通過該雙向通信使所述控制主機與模塊之間進行信息交互；每個所述校驗和控制信號分配單元，將接收到的兩路控制信號進行對比和校驗，對正確的控制信號進行調(diào)制產(chǎn)生PWM控制信號送到所述功率模塊中的主電路，同時通過每個功率模塊所配備的編解碼單元將采集到的模擬和數(shù)字信號進行編碼并通過所述串行總線傳輸回所述控制主機。

優(yōu)選的，所述控制主機采用復(fù)雜的控制電路，可以采用DSP+FPGA電路，或者采用工控機。

優(yōu)選的，每個所述功率模塊，都配置一個分控制器，用于通信和調(diào)制，該分控制器可以采用小封裝DSP+CPLD的形式來實現(xiàn)。

優(yōu)選的，所述兩路串行總線，采用異步串行通信方式，每一路發(fā)送和接收各使用一根光纖進行傳輸。

優(yōu)選的，對每個所述功率模塊中需要通信的信息，按照實時性要求分為高實時信號和低實時信號，將模塊的實時電流值和控制量作為高實時信號，其他如電壓、功率等，都作為低實時信號。

優(yōu)選的，基于通信協(xié)議，所述控制主機與所有功率模塊之間建立一個同步時鐘，基于該同步時鐘，給所有功率模塊設(shè)計獨有的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的時間段，用于傳輸高實時要求的信號，而低實時要求的數(shù)據(jù)則在總線空閑時發(fā)送。

優(yōu)選的，每個所述功率模塊的高實時信號數(shù)據(jù)總寬度總共為50bit，按照100Mbps通信速率，和100個模塊計算，刷新時間最高為50us。