电力电子变压器的控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电力电子变压器的控制方法及系统，该方法包括：S1.确定电力电子变压器的有功电流指令值，控制电力电子变压器需输出的有功功率；S2.确定电力电子变压器的无功谐波电流指令值；S3.根据有功电流指令值和所述无功谐波电流指令值，确定电力电子变压器的复合电流指令值；S4检测电力电子变压器的电流；S5.通过电流控制算法，控制电力电子变压器的输出电流跟随复合电流指令值。本发明专利技术通过电力电子变压器与传统变压器并联运行，提供负荷有功功率的同时，调节低压电网电能质量，消除配网的污染，提高配电系统稳定性及供电可靠性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种电力电子变压器的控制方法及系统，该方法包括：S1.确定电力电子变压器的有功电流指令值，控制电力电子变压器需输出的有功功率；S2.确定电力电子变压器的无功谐波电流指令值；S3.根据有功电流指令值和所述无功谐波电流指令值，确定电力电子变压器的复合电流指令值；S4检测电力电子变压器的电流；S5.通过电流控制算法，控制电力电子变压器的输出电流跟随复合电流指令值。本专利技术通过电力电子变压器与传统变压器并联运行，提供负荷有功功率的同时，调节低压电网电能质量，消除配网的污染，提高配电系统稳定性及供电可靠性。【专利说明】电力电子变压器的控制方法及系统
本专利技术涉及电力电子控制领域，特别涉及一种电力电子变压器的控制方法及系统。
技术介绍
传统变压器并联运行在电力系统普遍存在，随着大量的非线性和冲击性负载的出现，由这些负载所产生的谐波及无功电流对公共电网的污染日益严重，一般需要加入静止无功补偿器和有源滤波器装置进行无功补偿和谐波抑制。但这样会使系统变得比较庞大，同时还会存在环流问题。电力电子变压器(PET)是一种可控性极强的电力变压器，体积小，重量轻，不仅可以实现传统变压器电压等级变换、电磁隔离、能量传输的功能，还可以消除负载侧电能质量问题对电网侧的影响，实现电网侧和负载侧的解耦。但是相比于传统变压器，现阶段PET造价昂贵。随着PET在电力系统中的推广，PET和传统变压器并联运行将在电力系统中逐渐成为常态。现有PET和传统变压器并联技术中，利用PET输出电压幅值、相位和频率均可控的性质，使PET输出电压跟踪常规电力变压器的副边绕组电压，从而抑制并联系统环流。综合现有PET和传统变压器并联技术，只能够实现并联系统的环流的抑制，若要进行电能质量调节，需在线路中增加静止无功补偿器、有源滤波器等装置，增加了成本。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术提供的一种电力电子变压器的控制方法及系统，以较低的成本满足配电网扩容需求，增强系统的稳定性及供电可靠性。( 二 )技术方案本专利技术提供了一种电力电子变压器的控制方法，该方法包括以下步骤:S1.确定电力电子变压器的有功电流指令值；S2.确定电力电子变压器的无功谐波电流指令值； S3.根据所述有功电流指令值和所述无功谐波电流指令值，确定电力电子变压器的复合电流指令值；S4.检测电力电子变压器的输出电流；S5.通过电流控制算法，控制所述电力电子变压器的输出电流跟随所述的复合电流指令值变化。进一步地,所述步骤SI具体包括:检测并联母线电压，并检测与所述电力电子变压器并联的传统变压器的电流，根据所述并联母线电压和所述电力电子变压器并联的传统变压器的电流，得出传统变压器的输出功率，所述并联母线为所述电力电子变压器与所述传统变压器并联的母线；所述传统变压器为不能对电能质量进行控制的变压器；根据预测得到的负荷曲线，预测负荷所需的有功功率，得出负荷所需有功功率的预测值；根据所述输出功率和所述预测值，确定并控制电力电子变压器需输出的有功功率；根据所述电力电子变压器需输出的有功功率，获得电力电子变压器的有功电流指令值。进一步地,所述步骤S2和S3具体包括:检测配网负载三相电流；将所述配网负载三相电流的三相瞬时电流，转变为瞬时有功电流分量和无功电流分量;将所述瞬时有功电流分量和无功电流分量，转变为有功直流分量和无功直流分量;根据有功直流分量和无功直流分量，对谐波电流和无功电流进行补偿选择，得到三相基波电流中的有功分量；将所述配网负载三相电流减去所述三相基波电流中的有功分量，得到电力电子变压器的无功谐波电流指令值；将所述电力电子变压器的无功谐波电流指令值和有功电流指令值，合成电力电子变压器的复合电流指令值。进一步地，所述补偿选择包括:选择同时补偿无功电流和谐波电流，或只补偿谐波电流。进一步地,所述步骤S4具体包括:将所述电力电子变压器的复合电流指令值与电力电子变压器输出电流作差，得到差值;根据所述差值，确定电力电子变压器PWM控制信号；根据所述电力电子变压器PWM控制信号，得到电力电子变压器的输出电压波形；根据所述电力电子变压器的输出电压波形，得到所述电力电子变压器的输出电流。本专利技术还提供了一种电力电子变压器的控制系统，包括以下模块:功率控制模块，用于确定控制电力电子变压器的有功电流指令值；电能质量调节模块，用于确定电力电子变压器的无功谐波电流指令值，根据所述有功电流指令值和所述无功谐波电流指令值，确定电力电子变压器的复合电流指令值；电流环控制模块，用于根据所述复合电流指令值，确定电力电子变压器的输出电流，通过电流控制算法，控制所述电力电子变压器的输出电流跟随所述的复合电流指令值变化。进一步地，所述功率控制模块包括:传统变压器输出功率检测单元，用于检测并联母线电压，并检测与所述电力电子变压器并联的传统变压器的电流，根据所述并联母线电压和所述电力电子变压器并联的传统变压器的电流，得出传统变压器的输出功率，所述并联母线为所述电力电子变压器与所述传统变压器并联的母线；所述传统变压器为不能对电能质量进行控制的变压器；负荷有功功率预测单元，用于根据负荷曲线，预测负荷所需的有功功率，得出负荷所需有功功率的预测值；P-Q算法单元，用于根据所述传统变压器的输出功率和所述预测值，确定并控制电力电子变压器需输出的有功功率；有功电流指令单元，用于根据所述电力电子变压器需输出的有功功率，获得电力电子变压器的有功电流指令值；进一步地,所述电能质量调节模块包括:配电负载三相电流检测模块，用于检测配网负载三相电流；瞬时电流分量转换单元，用于将所述瞬时有功电流分量和无功电流分量，转变为瞬时有功电流分量和无功电流分量；低通滤波器单元，用于通过低通滤波器，将所述三相的有功电流分量和无功电流分量，转变为有功直流分量和无功直流分量；反变换单元，用于根据有功直流分量和无功直流分量，对谐波电流和无功电流进行补偿选择，得到三相基波电流中的有功分量；第一作差单元，用于将所述配网负载三相电流减去所述三相基波电流中的有功分量，得到所述电力电子变压器的无功谐波电流指令值；复合算法单元，用于将所述电力电子变压器的无功谐波电流指令值和有功电流指令值，合成电力电子变压器的复合电流指令值。进一步地,所述反变换模块还包括:补偿选择单元，用于选择同时补偿无功电流和谐波电流，或只补偿谐波电流。进一步地，所述电流环控制模块包括:第二作差单元，用于将所述电力电子变压器的复合电流指令值与电力电子变压器输出电流作差，得到差值；PI控制调节单元，用于根据所述差值，确定电力电子变压器PWM控制信号；PWM控制单元，用于根据所述电力电子变压器PWM控制信号，得到电力电子变压器的输出电压波形；滤波电感单元，用于根据所述电力电子变压器的输出电压波形，得到所述电力电子变压器的输出电流。(三)有益效果本专利技术提供的电力电子变压器的控制方法及系统，电子电力变压器与传统变压器并联运行，增大系统容量，承担配电网负荷，满足配电网扩容需求；电力电子变压器中的电能质量调节模块，利用电能质量调节控制，提高变压器及其配电系统的电能质量，补偿配电网负载的无功及谐波电流；输出级的三相半桥可控逆变电路，采用电流环控制模块，输出可控的电压和电流，提高供电可靠性；电力电子变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电子变压器的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1.确定电力电子变压器的有功电流指令值；S2.确定电力电子变压器的无功谐波电流指令值；S3.根据所述有功电流指令值和所述无功谐波电流指令值，确定电力电子变压器的复合电流指令值；S4.检测电力电子变压器的输出电流；S5.通过电流控制算法，控制所述电力电子变压器的输出电流跟随所述复合电流指令值变化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周柯，陈立，赵坚，奉斌，帅智康，杨晶晶，许飞，徐波，吴丽芳，欧世峰，金庆忍，楚红波，
申请(专利权)人：广西电网公司电力科学研究院，湖南大学，
类型：发明
国别省市：广西;45