[發明專利]一種基于能量回饋的電力電子變壓器軟啟動方法

有效

• 申請號: 202110362669.5
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113098252B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 熊飛;聶川杰;嚴冬;陳曉雷;吳鵬;楊洪宇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 盧勝斌

1.一種基于能量回饋的電力電子變壓器軟啟動方法，其特征在于，包括：

S1：接通電源，獲取電力電子變壓器中的級聯H橋變換器CHB的不可控整流高壓直流側電壓v_H；

S2：設置雙有源橋DAB變換器電感峰值電流閾值i_Lr,max，根據不可控整流高壓直流側電壓v_H、低壓直流側電壓v_o與DAB變換器電感峰值電流閾值i_Lr,max計算雙有源橋DAB變換器的原邊全橋內移相比β；

計算雙有源橋DAB變換器的原邊全橋內移相比β的過程包括：獲取雙有源橋DAB變換器的參數，所述參數包括雙有源橋DAB變換器的控制頻率f_s、雙有源橋DAB變換器的電感峰值電流限制i_Lr,max、雙有源橋DAB變換器中高頻變壓器的變比n以及高頻變壓器漏感和輔助電感L_r；接通電源后測量雙有源橋變換器DAB中高壓側直流電壓v_H和低壓側直流電壓v_o；采用原邊全橋內移相比計算公式和上述測量或計算得到的參數進行計算，得到雙有源橋DAB變換器的原邊全橋內移相比β；其計算公式為：

其中，n表示高頻變壓器的變比，f_s表示雙有源橋DAB變換器的控制頻率，L_r表示高頻變壓器漏感與輔助電感之和，v_H表示高壓側直流電壓，v_o表示低壓側直流電壓；

S3：根據雙有源橋DAB變換器的原邊全橋內移相比β對低壓直流側電容充電；

S4：設置第一閾值，判斷原邊全橋內移相比β與第一閾值的大小，若β大于等于第一閾值，則執行S5，否則返回S3；

S5：根據DAB變換器電感峰值電流閾值i_Lr,max計算雙有源橋變換器DAB的最大外移相比D₁；

S51：獲取電力電子變壓器的參數，所述參數包括電網電壓峰值U_g，電網電壓角頻率ω，電力電子變壓器級聯數N，并網電感L_s，雙有源橋變換器DAB的峰值電流限制i_Lr,max以及交流側電流限制為i_s,max；

S52：根據電力電子變壓器的參數，計算雙有源橋DAB變換器的最大第一外移相比D_1,1；最大第一外移相比計算公式為：

S53：以交流側電流不過為前提條件，計算高壓側電壓最小值v_H,min；

S54：將高壓側電壓最小值v_H,min帶入到交流側電流時域表達式中，計算交流測電流；

S55：根據交流側電流計算雙有源橋DAB變換器在半個電網周期內從高壓側吸收的最大平均功率P_DAB,max；

S56：根據高壓側吸收的最大平均功率P_DAB,max計算雙有源橋DAB變換器最大第二外移相比D_1,2；最大第二外移相比的計算公式：

P_DAB,max表示雙有源橋DAB變換器在半個電網周期內從高壓側吸收的最大平均功率；

S57：選取第一外移相比D_1,1和第二外移相比D_1,2的最小值作為雙有源橋DAB變換器的最大外移相比D₁；最大外移相比的計算公式為：

D₁＝min(D_1,1,D_1,2)

S6：根據雙有源橋DAB變換器的最大外移相比D₁對低壓直流側電容充電；

S7：設置第二閾值v_o,1，將低壓直流側電壓v_o與第二閾值進行比較，若低壓直流側電壓v_o大于等于第二閾值，則執行S8，否則返回S6；設置第二閾值的過程包括：獲取低壓直流側電容C_L、高壓直流側電容C_H與DAB變換器電感峰值電流閾值i_Lr,max，根據獲取的參數計算低壓直流側電容的實際充電電壓v_o,max,lim和期望充電電壓v_o,max；判斷實際充電電壓v_o,max,lim與期望充電電壓v_o,max的大小，選出最大的充電電壓作為第二閾值v_o,1；計算低壓直流側電容的期望充電電壓v_o,max的公式為

其中，v_H,ref表示高壓側電壓閉環參考值，v_o,ref表示設定的低壓直流側電壓參考值；

實際充電電壓v_o,max,lim的計算公式為：

S8：根據DAB變換器電感峰值電流閾值i_Lr,max計算雙有源橋變換器DAB新的最大外移相比D₂；計算雙有源橋變換器DAB新的最大外移相比D₂的公式為：

其中，f_s表示雙有源橋變換器DAB的控制頻率，L_r表示高頻變壓器漏感與輔助電感之和，i_Lr,max表示雙有源橋變換器DAB的電感峰值電流限制，v_H表示高壓側直流電壓，n表示高頻變壓器的變比，v_o表示低壓側直流電壓；

S9：根據新的最大外移相比D₂將低壓直流側電容的能量回饋到高壓直流側電容中；

S10：設定低壓直流側電壓參考值v_o,ref，判斷低壓直流側電壓參考值v_o,ref和低壓直流側電壓v_o的大小，若低壓直流側電壓v_o小于等于低壓直流側電壓參考值v_o,ref，則級聯H橋變換器和雙有源橋DAB變換器正常運行，否則返回S9。

2.根據權利要求1所述的一種基于能量回饋的電力電子變壓器軟啟動方法，其特征在于，設置的第一閾值的大小為1。