[發明專利]一種級聯式電力電子變壓器及其控制方法

有效

• 申請號: 202011069564.2
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112202340B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 董鉞;莊加才;徐君
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李婷婷

1.一種級聯式電力電子變壓器控制方法，其特征在于，所述級聯式電力電子變壓器的每相包括n個變壓器，每個變壓器具有m個一次側繞組和r個二次側繞組，n≥2，m≥2，r≥1，每個一次側繞組串接一個DC/AC變換器，每個二次側繞組串接一個AC/DC變換器；n*m個所述DC/AC變換器的直流側各經過一個前級變換器后串聯構成所述級聯式電力電子變壓器的輸入端口；所述級聯式電力電子變壓器具有一個或多個輸出端口，每個所述輸出端口都是通過從每個變壓器的二次側各選取至少一個AC/DC變換器，然后將這些AC/DC變換器的直流側進行串并聯構成；

所述級聯式電力電子變壓器控制方法包括：

計算得到第s個變壓器的電角度θ_i1和θ_kps，以及第j個變壓器的補償電角度θ_j；s＝1、2、…、n；

其中，在同一變壓器中，將其第i個一次側繞組串接的DC/AC變換器簡稱為第i個一次側變換器，將其第k個二次側繞組串接的AC/DC變換器簡稱為第k個二次側變換器，以其第一個一次側變換器橋臂電壓作為基準電壓，將第i個一次側變換器橋臂電壓與所述基準電壓之間的電角度記為θ_i1，i＝2、3、…、m，將第k個二次側變換器橋臂電壓與所述基準電壓之間的電角度記為θ_kps，k＝1、2、…、r；同相的各個變壓器對應的所述基準電壓相等，三相同一位置上的變壓器對應的所述基準電壓之間互錯2π/3電角度；將第j個變壓器的一次側變換器橋臂電壓和二次側變換器橋臂電壓之間的補償角度記為θ_j，j＝2、3、…、n；則：第s個變壓器的第i個一次側繞組對應的均衡控制電流環取第s個變壓器的m個一次側變換器的直流鏈電流之和除以m，作為電流給定，將其與第s個變壓器的第i個一次側變換器的直流鏈電流I_dcis相減后，通過第一調節器計算輸出第s個變壓器的電角度θ_i1；在通過調節電角度θ_1ps、θ_2ps、…、θ_rps實現同一輸出端口下不同二次側繞組之間功率均衡的前提下，第j個變壓器對應的變壓器均衡控制電流環取每相m*n個一次側變換器直流鏈電流之和除以n，作為電流給定，與第j個變壓器的m個一次側變換器直流鏈電流之和相減后，通過第二調節器計算輸出補償電角度θ_j；

在第j個變壓器的電角度θ_kps的基礎上疊加補償電角度θ_j，得到補償后的第j個變壓器的電角度θ_kps；

在補償后，根據第s個變壓器的電角度θ_i1以及電角度θ_kps計算得到第s個變壓器的各一次側、二次側變換器的橋臂電壓方波。

2.根據權利要求1所述的級聯式電力電子變壓器控制方法，其特征在于，所述在補償后，根據第s個變壓器的電角度θ_i1以及電角度θ_kps計算得到第s個變壓器的各一次側、二次側變換器的橋臂電壓方波，包括：

在補償后，根據第s個變壓器的電角度θ₁₁以及電角度θ_kps計算得到第s個變壓器的第一個一次側變換器的占空比D₁，以及根據第s個變壓器的電角度θ_i1以及電角度θ_kps計算得到第s個變壓器的第i個一次側變換器的占空比D_i；θ₁₁表示第s個變壓器的第1個一次側變換器橋臂電壓與自身之間的電角度，即為零；

根據第s個變壓器的電角度θ₁₁和占空比D₁計算得到第s個變壓器的第1個一次側變換器的橋臂電壓方波，根據第s個變壓器的電角度θ_i1和占空比D_i計算得到第s個變壓器的第i個一次側變換器的橋臂電壓方波，以及根據第s個變壓器的補償后的電角度θ_kps計算得到第s個變壓器的第k個二次側變換器的橋臂電壓方波。