[發明專利]一種提升電力電子變壓器容錯能力的控制方法

在審

• 申請號: 202010147649.1
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111934559A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 紀華麗;李建勛;徐鵬飛;范建華;李鴻儒
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種提升電力電子變壓器容錯能力的控制方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟：

(1)電力電子變壓器前級每相采用N個H橋級聯的模式來實現AC-DC變換，每個H橋的輸出連接一個諧振式雙有源橋實現DC-DC變換，3N個雙有源橋輸出并聯后接逆變器實現DC-AC變換；其中AC-DC環節采用雙閉環矢量控制實現對有功功率及無功功率的閉環控制；中間DC-DC環節采用開環定頻控制；后級DC-AC環節采用雙閉環矢量控制以實現對直流母線電壓及無功功率的閉環控制；

(2)檢測各前級H橋模塊的輸出電壓、DC-DC環節的輸出電壓及直流母線電壓，判斷是否前者大于額定值的1.2倍且同時后者小于直流母線電壓的0.8倍；是則認為該模塊前級發生器件開路故障，記錄發生故障的DC-DC模塊的編號及其數量n1，并順序執行步驟(3)，且繼續檢測并比較前級H橋模塊的輸出電壓、各模塊DC-DC環節的輸出電壓及直流母線電壓；否則執行步驟(4)；

(3)根據統計的發生器件斷路故障的DC-DC模塊的數量n1，修改傳輸的有功功率指令，仍采用步驟(1)中的雙閉環矢量控制來實現對傳輸有功功率及無功功率的控制；正常模塊的DC-DC環節采用開環定頻控制，故障模塊工作于拓撲重組的模式；后級DC-AC環節仍采用步驟(1)中相應的雙閉環矢量控制來實現直流母線電壓和無功功率的閉環控制；

(4)根據IGBT開關前級串聯電阻的電壓來判斷器件是否發生短路故障，若發生記錄發生故障的DC-DC模塊的編號及其數量n2，并順序執行步驟(5)；否者執行步驟(1)；

(5)根據統計的發生器件短路故障的DC-DC模塊的數量n2，修改傳輸的有功功率指令，仍采用步驟(1)中的雙閉環矢量控制來實現對傳輸有功功率及無功功率的控制；正常模塊的DC-DC環節采用開環定頻控制，故障模塊工作于拓撲重組模式；后級DC-AC環節仍采用步驟(1)中相應的雙閉環矢量控制來實現直流母線電壓和無功功率的閉環控制。

2.如權利要求1所述的提升電力電子變壓器容錯能力的控制方法系統，其特征在于提升電力電子變壓器容錯能力的控制方法，其特征在于，所述步驟(1)中，AC-DC環節雙閉環控制具體包含：實時檢測三相電網電壓、三相電流；對三相電壓進行軟件鎖相得到A相電網電壓的實時相位；對三相電壓及三相電流分別經過Clark變換及Park變換后得到三相電壓及電流的d軸(有功)及q軸(無功)分量；將計算出的有功功率及無功功率與各自指令進行做差后經過PI后得到有功及無功電流的指令，將上述指令與計算出的電流的有功及無功分量做差后經PI運算并分別與三相電壓的d、q軸分量相加后，得到相應的dq軸下電壓指令分量；再經過Park反變換及Clark反變換后得到三相電壓輸出指令ua1ref、ub1ref及uc1ref；最后上述指令除以N后，并與N個角度依次相差pi/N的高頻三角載波經過單極倍頻調制后得到H橋中的開關信號；DC-DC環節的開環定頻控制為前級H橋采用開關占空比為50％的驅動信號，其中上下管開關信號滿足互補關系，交叉管的驅動信號相同，后級四個IGBT管子處于閉鎖狀態；DC-AC環節的雙閉環控制的方法與AC-DC環節的方法相比，有功電流指令是通過將直流電壓指令與直流電壓做差后經過PI運算得到，其余方法相同。

3.如權利要求1所述的提升電力電子變壓器容錯能力的控制方法，其特征在于，所述步驟(5)中，傳輸的有功功率指令為：

P_ref＝[1-n₁/(6N)]P_ref0，

其中，n1為發生斷路故障的DC-DC的模塊個數，Pref0為額定有功功率指令。

4.如權利要求1所述的提升電力電子變壓器容錯能力的控制方法，其特征在于所述步驟(3)中，發生故障的DC-DC模塊的拓撲重組模式，是指前級H橋依舊工作于開環定頻模式，后級H橋的一個橋臂的管子處于開路狀態，其余四個管子處于閉鎖狀態。