当前位置: 首页 > 专利查询>湖南大学专利>正文

电力电子变压器的控制装置制造方法及图纸

技术编号:12074289 阅读:102 留言:0更新日期:2015-09-18 10:11
本实用新型专利技术提供了一种电力电子变压器的控制装置,该装置包括采集模块、第一计算模块、第二计算模块和PWM调制模块。本实用新型专利技术提供的电力电子变压器的控制装置,直接针对三相电压中的每一相d,采集在第一时刻的配网电压usα以及在第一时刻的预设时间段1/(4f)之后的第二时刻的配网电压usβ,能够在不进行锁相的情况下,完成对电力电子变压器的控制,能够从根本上避免因锁相失败导致的控制失败。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力
,尤其涉及一种电力电子变压器的控制装置
技术介绍
变压器自19世纪被技术以来,已成为电力系统最基本和最重要的组成设备之一,被广泛地用于配电系统,实现电压等级变换和隔离。但传统变压器存在诸多缺点:(1)体积巨大,且随着电压等级的提高,变压器的体积和重量急剧增加;(2)对电能质量敏感,接不控整流等非线性负荷时,产生的畸变电流会通过变压器的耦合作用而进入到电网中,使母线电网受到污染,造成供电质量下降;(3)负荷侧发生接地短路故障时,传统变压器不能有效地隔离故障,致使故障范围扩大;(4)需要专门的继电保护装置进行保护,变压器铁芯饱和时,容易产生较大的励磁涌流,给电力系统带来危害;(5)变压器空载损耗较大,过负荷时容易造成输出电压的下降;(6)功能单一,没有电压调节、功率因数校正和功率潮流控制等功能,无法满足智能电网建设的需求。模块级联型电力电子变压器(PET)是近年来随着大功率电力电子技术的发展而逐步发展起来的新型电力变压器,它能克服传统变压器的缺点,并利用电力电子变流器和高频变压器的优点。如图1所示,为一种典型的电力电子变压器的结构示意图,包括输入级、隔离级和输出级,其中输入级连接配网,输入级中的每一相均有多个整流模块组成,每一个整流模块由两个IGBT桥并联而成;输出级连接微网,由三个IGBT桥级联而成,每一个IGBT桥对应于一相。通过对IGBT进行控制,能够调节输出的电能的质量。现有技术中的控制方法一般为锁相控制,在锁相配网电压以及微源电压频率、相位的过程中,因电压质量问题和锁相环本身带来的误差容易造成锁相失败,导致对电网的控制失败。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电力电子变压器的控制装置,以在无锁相的情况下完成对电力电子变压器的控制,从根本上避免因锁相失败导致的对电网的控制失败。为了达到上述目的,本技术还提供了一种电力电子变压器的控制装置,包括:采集模块、第一计算模块、第二计算模块和PWM调制模块;所述采集模块的输出端与所述第二计算模块的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,采集在第一时刻的配网电压udα以及在第一时刻的预设时间段T之后的第二时刻的配网电压udβ,并将采集到的配网电压udα和配网电压udβ输入到所述第二计算模块的输入端;其中,所述T=1/(4f);f为电网的频率;所述第一计算模块的输出端与所述第二计算模块的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,计算d相的有功功率指令值并输出到所述第二计算模块输入端;所述第二计算模块与所述PWM调制模块的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,根据如下公式计算指令电流并输出到PWM调制模块:id*=3udαudα2+udβ2pd*;]]>所述PWM调制模块,用于针对三相电压中的每一相d,根据指令 电流对d相的输入级整流模块进行闭环控制。进一步的,所述第一计算模块包括:第一计算电路、第二计算电路,第三计算电路和多个PI控制器;其中,所述第一计算电路的输出端与所述第二计算电路的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,计算在该相的直流侧电压总和 并输出到所述第二计算电路的输入端;其中Udc,d,m为采样得到的d相的第m级输入级整流模块的直流侧电压,n为d相下所包含的输入级的个数;所述第二计算电路的输出端与所述各相对应的PI控制器的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,计算与d相对应的预设直流侧电压理论整定值的差值,并输入到d相对应的PI控制器;所述第三计算电路的输入端与各个PI控制器的输出端相连,用于针对三相电压中的每一相d,将d相PI控制器的输出结果与的乘积作为d相的有功功率指令值输出到所述第二计算模块输入端。进一步的,所述PWM调制模块包括:采样电路、第四计算电路、多个准PR控制电路、第五计算电路和SVPWM电路;其中,所述采样电路的输出端与所述第四计算电路相连,用于针对三相电压中的每一相d,采样d相输入电流实际值id并输出到第四计算电路中;所述第四计算电路的输出端与各个准PR控制电路的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,计算d相电流指令值与实际值id的差并输出到d相对应的准PR控制器中;所述第五计算电路的输入端与各个准PR控制器的输出端相连,输出端与SVPWM电路的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,计算准PR控制器输出信号取反后的值与udα的和,并作为d相的总调制信号输出到SVPWM电路中;所述SVPWM电路,用于针对三相电压中的每一相d,对第五计算电路得到的总调制信号进行SVPWM调制,将调制结果输入到d相的输入级整流模块。进一步的,所述SVPWM电路具体包括:第一计算子电路,PI控制器、第二计算子电路、第三计算电路、第四计算子电路和PWM调制器;其中,所述第一计算子电路的输出端与所述PI控制器的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,计算Udc,d,m与理论直流侧电压U*dc的差值并输入到d相对应的PI控制器,其中Udc,d,m为采样得到的d相的第m级输入级整流模块的直流侧电压;所述第二计算子电路的输入端与所述PI控制器的输出端相连,输出端与所述第三计算电路的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,将d相对应的PI控制器的输出结果△pd,m乘以乘以Udc,d,m后得到的乘积输出到第三计算子电路;所述第三计算子电路的输出端与所述第四计算子电路的输出入 端相连,用于将第二计算子电路输出的乘积与d相对应的预设比例因数Kd,得到第m级对应的子调制信号并输出到所述第四计算电路的输入端;所述第四计算电路的输出端与所述PWM调制模块的输入端相连,用于针对四相电压中的每一相d,计算与的和作为第m级对应的最终调制信号并输出到所述PWM调制器中;所述PWM调制器的输出端与各个整流模块的控制端相连,用于针对三相电压中的每一相d,根据第m级对应的最终调制信号产生调整信号输出到d相第m级的整流模块的控制端。进一步的,所述配网电压替换为微源电压,所述输入级整流模块替换为输出级整流模块;所述第一计算模块替换为获取模块;所述获取模块与所述第二计算模块的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,获取用户输入的预设有功功率指令值并输出到所述第二计算模块输入端。本技术提供的电力电子变压器的控制装置,直接针对三相电压中的每一相d,采集在第一时刻的配网电压usα以及在第一时刻的预设时间段1/(4f)之后的第二时刻的配网电压usβ,能够在不进行锁相的情况下,完成对电力电子变压器的控制,能够从根本上避免因锁相失败导致的控制失败。附图说明图1为一种典型的电力电子变压器的结构示意图;图2为本技术提供的一种电力电子变压器的控制装置的结构 示意图;图3和4为图2中的部分模块的可能的结构示意图;图5为输出级进行控制时的流程图。具体实施方式下面结本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种电力电子变压器的控制装置,其特征在于,包括:采集模块、第一计算模块、第二计算模块和PWM调制模块;所述采集模块的输出端与所述第二计算模块的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,采集在第一时刻的配网电压udα以及在第一时刻的预设时间段T之后的第二时刻的配网电压udβ,并将采集到的配网电压udα和配网电压udβ输入到所述第二计算模块的输入端;其中,所述T=1/(4f);f为电网的频率;所述第一计算模块的输出端与所述第二计算模块的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,计算d相的有功功率指令值p*d并输出到所述第二计算模块输入端;所述第二计算模块与所述PWM调制模块的输入端相连,用于针对三相电压中的每一相d,根据如下公式计算指令电流并输出到PWM调制模块:id*=3udαudα2+udβ2pd*;]]>所述PWM调制模块,用于针对三相电压中的每一相d,根据指令电流对d相的输入级整流模块进行闭环控制。

【技术特征摘要】
1.一种电力电子变压器的控制装置,其特征在于,包括:采集
模块、第一计算模块、第二计算模块和PWM调制模块;
所述采集模块的输出端与所述第二计算模块的输入端相连,用于
针对三相电压中的每一相d,采集在第一时刻的配网电压udα以及在第
一时刻的预设时间段T之后的第二时刻的配网电压udβ,并将采集到的
配网电压udα和配网电压udβ输入到所述第二计算模块的输入端;其
中,所述T=1/(4f);f为电网的频率;
所述第一计算模块的输出端与所述第二计算模块的输入端相连,
用于针对三相电压中的每一相d,计算d相的有功功率指令值p*d并输出
到所述第二计算模块输入端;
所述第二计算模块与所述PWM调制模块的输入端相连,用于针
对三相电压中的每一相d,根据如下公式计算指令电流并输出到
PWM调制模块:
id*=3udαudα2+udβ2pd*;]]>所述PWM调制模块,用于针对三相电压中的每一相d,根据指令
电流对d相的输入级整流模块进行闭环控制。
2.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述第一计算模
块包括:第一计算电路、第二计算电路,第三计算电路和多个PI控制
器;其中,
所述第一计算电路的输出端与所述第二计算电路的输入端相连,
用于针对三相电压中的每一相d,计算在该相的直流侧电压总和
并输出到所述第二计算电路的输入端;其中Udc,d,m为采样得到
的d相的第m级输入级整流模块的直流侧电压,n为d相下所包含的输入
级的个数;
所述第二计算电路的输出端与所述各相对应的PI控制器的输入
端相连,用于针对三相电压中的每一相d,计算与d相对应的
预设直流侧电压理论整定值的差值,并输入到d相对应的PI控制
器;
所述第三计算电路的输入端与各个PI控制器的输出端相连,用于
针对三相电压中的每一相d,将d相PI控制器的输出结果与的乘
积作为d相的有功功率指令值输出到所述第二计算模块输入端。
3.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述PWM调制
模块包括:采样电路、第四计算电路、多个准PR控制电路、第五计
算电路和SVPWM电路;其中,
所述采样电路的输出端与所述第四计算电路相连,用于针对三相
电压中的每一相d,采样d相输入电流实际值id并输出到第四计算电路
中;
所述第四计算电路的输出端与各个准PR控制电路...

【专利技术属性】
技术研发人员:涂春鸣帅智康杨韬兰征肖凡葛俊杨健
申请(专利权)人:湖南大学
类型:新型
国别省市:湖南;43

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1