[發(fā)明專利]一種具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111476863.2
• 申請(qǐng)日: 2021-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN114069595A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建文;劉禹聞;周劍橋;施剛;梁克靖;王晗;蔡旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J1/10
• 分類號(hào): H02J1/10;H02J3/06;H02J3/36
• 代理公司: 南京禹為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 沈鑫

1.一種具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)，其特征在于，包括：

模塊化多電平直流變壓器；

嵌入變壓器中的多端口直流潮流控制模塊與所述模塊化多電平直流變壓器通過整流器進(jìn)行連接。

2.如權(quán)利要求1所述的具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)，其特征在于：所述多端口直流潮流控制模塊包括所述整流器、公共連接母線電容和多個(gè)共享同一公共連接母線且彼此互相并聯(lián)的斬波器，三者通過直流母線進(jìn)行連接；

所述多端口直流潮流控制模塊和直流輸出線路通過所述斬波器進(jìn)行連接。

3.如權(quán)利要求1所述的具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)，其特征在于：所述模塊化多電平直流變壓器的類型包括中高頻隔離變壓器的隔離型直流變壓器。

4.如權(quán)利要求3所述的具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)，其特征在于：所述模塊化多電平直流變壓器的原邊側(cè)拓?fù)錇槟K化多電平結(jié)構(gòu)，子模塊為半橋型子模塊；

所述模塊化多電平直流變壓器的副邊側(cè)拓?fù)浒ò霕蛐湍孀兤鳌⑷珮蛐湍孀兤骰蚱渌嚯娖诫妷涸葱湍孀兤鳌?/p>

5.如權(quán)利要求1～4任一所述的具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)，其特征在于：所述多端口直流潮流控制模塊與所述模塊化多電平直流變壓器的原邊側(cè)相橋臂末端連接。

6.如權(quán)利要求1或2所述的具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)，其特征在于：所述多端口直流潮流控制模塊中的斬波器的拓?fù)浒▋呻娖桨霕蛐蛿夭ㄆ骰蚱渌蓪?shí)現(xiàn)功率雙向流動(dòng)的非隔離型直流變換器。

7.如權(quán)利要求5所述的具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)，其特征在于：所述多端口直流潮流控制模塊中的整流器包括全橋型整流器。

8.如權(quán)利要求1所述的一種用于具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：包括直流變壓器功率控制環(huán)、多端口直流潮流控制環(huán)和直流潮流控制模塊母線電壓平衡控制環(huán)。

9.如權(quán)利要求8所述的一種用于具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述直流變壓器功率控制環(huán)的控制目標(biāo)為直流變壓器的總功率P_DCT等于參考值

10.如權(quán)利要求8或9所述的一種用于具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述直流變壓器功率控制環(huán)的控制過程包括，

利用傳感器采集直流變壓器副邊側(cè)逆變器的直流電壓U_i和直流電流I_i，并計(jì)算實(shí)際功率P_DCT，將總功率P_DCT及其參考值輸入比例積分控制器，實(shí)現(xiàn)所述直流變壓器總功率的閉環(huán)控制；

所述直流變壓器功率控制環(huán)根據(jù)總功率參考值計(jì)算所述直流變壓器副邊側(cè)交流電壓和原邊側(cè)交流電壓之間的移相比d_M，所述直流變壓器總功率與移相比之間具體的數(shù)學(xué)方程為：

其中，U_p和U_s是直流變壓器副邊側(cè)和原邊側(cè)直流電壓，N是隔離變壓器的變比，L_ac是直流變壓器交流回路的總等效電感，總等效電感歸算到副邊側(cè)，f是開關(guān)器件的開關(guān)頻率，d_M是直流變壓器副邊側(cè)交流電壓和原邊側(cè)交流電壓之間的移相比，d_M大于0時(shí)表示副邊側(cè)交流電壓超前于原邊側(cè)交流電壓。

11.如權(quán)利要求8所述的一種用于具備直流潮流控制的直流變壓器系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述多端口直流潮流控制環(huán)的控制目標(biāo)為所述多端口直流潮流控制模塊的n-1條輸出線路上的直流潮流達(dá)到參考值，其中n為總輸出線路數(shù)量。