一种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.检测各级H桥整流器的直流电容电压；S2.根据H桥整流器的直流电容电压检测值，通过超级电容储能控制进行预充电控制；S3.检测预充电控制后各级H桥整流器的直流电容电压实际值；S4.判断各级H桥整流器的直流电容电压是否达到正常工作电压，若达到，则并入电网，若不达到，则重新进行预充电控制。本发明专利技术的电力电子变压器的储能模块，在并网前对直流母线电容进行预充电控制，从而降低了电力电子变压器并网时开关上的冲击电流，在并网后对超级电容进行充放电控制，维持直流母线电压稳定。

【技术实现步骤摘要】
—种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
随着大功率电力电子元器件及其控制技术的发展，一种通过电力电子技术实现电力变换和能量传递的新型变压器-电力电子变压器(Power Electronic Transformer,PET)得到了国内外研究人员越来越多的关注。在电力电子控制领域，研究人员提出了一种新的分布式能源组织方式和结构一微网。其中，电力电子变压器为各种可再生分布式电源、储能设备和负载接入电网提供了接口。在现有微网技术中，直流微网多采用多代理系统(Multi Agent System，MAS)控制直流母线电压，将各分布式电源、储能装置和负载划分为多个小的子系统。不同子系统之间既相对独立又相互联系，相互之间只有信息的交流，通过协同合作的方式进行工作。管理中心发出指令进行统一管理，通过各子系统电压均衡控制实现直流母线电压稳定。但是，直流微网的多代理系统(Multi Agent System，MAS)控制系统一旦管理中心失控或者通讯指令故障会导致电压失衡甚至系统崩溃；并且控制算法相当复杂，增加了难度。电力电子变压器作为分布式电源与电网之间的纽带，起着缓冲协调网源的关系，如何实现PET快速调节低压直流母线电压，提高低压直流系统稳定运行能力，并实现装置本身的平滑并网成为研制电力电子变压器必须要考虑的问题
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控制的方法及系统，通过超级电容储能模块对并网前直流母线电容进行预充电和维持直流母线电压稳定，降低电力电子变压器并网时开关器件上的冲击电流，并在直流微网的功率频繁波动情况下稳定直流母线上的电压(二)技术方案本专利技术提供了一种电力电子变压器控制的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:S1.检测各级H桥整流器的直流电容电压；S2.根据H桥整流器的直流电容电压检测值，通过超级电容储能控制进行预充电控制；S3.检测预充电控制后各级H桥整流器的直流电容电压实际值；S4.判断各级H桥整流器的直流电容电压是否达到正常工作电压，若达到，则并入电网，若不达到，则重新进行预充电控制。进一步地,所述方法还包括:SI'.并入电网后，检测配电网负载的直流母线电容和超级电容的实际电压值；S2'.根据超级电容的电压，通过超级电容储能控制，计算出直流母线电容所需的电能并从超级电容传输所述计算的电能到直流母线电容；S3'.通过超级电容传输所述计算的电能到直流母线电容，以控制直流母线电容电压保持稳定。进一步地，所述预充电控制包括:将H桥整流器的直流电容电压指令值与所述电压实际值做差，对所差值进行PI控制，计算出期望的H桥整流器的直流电容电压；将所述期望的H桥整流器的直流电容电压送输入至隔离型双向全桥DC/DC变换器DAB ；所述DAB通过超级电容的储能控制，将超级电容的电能反向传输给各级H桥整流器的直流电容。进一步地，所述超级电容储能控制包括:将配电网负载的直流母线电容电压的指令值与实际检测电压值做差，对所差值进行PI控制，计算出期望的直流母线电容电压；根据直流母线电流指令值和DC/DC变流器的占空比，以超级电容电流限制函数作为范围依据，计算出超级电容的电流指令值；将所述超级电容的电流指令值与实际值做差，对所述差值进行滑模控制后，输入至DC/DC变流器。[0021 ] 进一步地，所述超级电容电流限制函数为:限定超级电容电流指令值在可放电电流的最大值和最小值之间。本专利技术还提供了一种电力电子变压器，其特征在于，包括以下模块:电容电压检测模块，用于检测各级H桥整流器的直流电容、预充电控制后各级H桥整流器的直流电容电压、配电网负载的直流母线电容和超级电容的电压实际值；超级电容储能模块，用于根据所述各级H桥整流器的直流电容电压实际值，通过超级电容储能控制进行预充电控制；直流电容电压判断模块，用于判断各级H桥整流器的直流电容电压实际值是否达到正常工作电压值，若达到，则并入电网；若不达到，则重新进行预充电控制。进一步地，所述电力电子变压器，还包括:H桥级联整流器、隔离型双向全桥DC/DC变换器、逆变器、低压母线接口，所述H桥级联整流器的每一级的直流端与一个所述隔离型双向全桥DC/DC变换器连接；所述隔离型双向全桥DC/DC变换器的低压端与所述超级电容储能模块连接；所述逆变器直流端与所述隔离型双向全桥DC/DC变换器连接；所述逆变器的直流端与超级电容储能模块连接。进一步地,所述超级电容储能模块包括:直流母线电容电压处理模块，用于将配电网负载的直流母线电容电压的指令值与所述电压实际值做差，对所述差值进行PI控制，并计算出期望的直流母线电容电压；超级电容的指令电流处理模块，用于根据直流母线电流指令值和双向DC/DC变流器的占空比，通过超级电容电流限制模块限定超级电容电流指令值在可放电电流的最大值和最小值之间，计算出超级电容的电流指令值；超级电容滑模控制模块，用于将所述超级电容的电流指令值与实际值做差，对所述差值进行滑模控制，并将所述滑模控制后的差值输入至双向DC/DC变流器控制环节；双向DC/DC变流器控制模块，用于通过双向DC/DC变流器控制超级电容的充放电。进一步地，所述超级电容存储模块还包括:超级电容组，用于释放和存储电能；超级电容等效串联电阻，用于分析电流和电压瞬态过程；超级电容升压电感，用于提升负载电压；双向DC/DC变流器，用来实现电路的BUCK和BOOST功能。进一步地，所述双向DC/DC变流器包括:BUCK开关，由MOS管和二极管组成，用于控制超级电容的充电；BOOST开关，由MOS管和二级管组成，用于控制超级电容的放电。(三)有益效果本专利技术提供的一种电力电子变压器控制的控制方法和系统，在并入电网前判断各级H桥整流器的直流电容电压是否达到正常工作电压，若不达到，则重新进行预充电控制，直到达到工作正常工作电压才并入电网，降低了电力电子变压器并网时开关器件上的冲击电流。，有效减小并网电流冲击，保证开关器件的安全、稳定。【附图说明】图1是本专利技术实施例1提供的一种电力电子变压器控制的控制方法流程图；图2是本专利技术实施例1提供的一种电力电子变压器控制的另一种控制方法流程图；图3是本专利技术实施例2提供的一种电力电子变压器的控制系统结构示意图；图4是本专利技术实施例1提供的预充电控制结构图；图5是本专利技术实施例1提供的储能控制结构图；图6是本专利技术实施例1提供的超级电容电流限制函数图；图7是本专利技术实施例2提供的级联电力电子变压器整体结构图；图8是本专利技术实施例2提供的超级电容储能模块拓补图。【具体实施方式】为使本专利技术实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1:本专利技术实施例提供了一种电力电子变压器控制的控制方法，参见图1，该方法包括以下步骤:S1.检测各级H桥整流器的直流电容电压；S2.根据H桥整流器的直流电容电压检测值，通过超级电容储能控制进行预充电控制；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.检测各级H桥整流器的直流电容电压；S2.根据H桥整流器的直流电容电压检测值，通过超级电容储能控制进行预充电控制；S3.检测预充电控制后各级H桥整流器的直流电容电压实际值；S4.判断各级H桥整流器的直流电容电压是否达到正常工作电压，若达到，则并入电网，若不达到，则重新进行预充电控制。

【技术特征摘要】
1.一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: 51.检测各级H桥整流器的直流电容电压； 52.根据H桥整流器的直流电容电压检测值，通过超级电容储能控制进行预充电控制； 53.检测预充电控制后各级H桥整流器的直流电容电压实际值； 54.判断各级H桥整流器的直流电容电压是否达到正常工作电压，若达到，则并入电网，若不达到，则重新进行预充电控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，所述方法还包括: SI'.并入电网后，检测配电网负载的直流母线电容和超级电容的实际电压值； S2 /.根据超级电容的电压，通过超级电容储能控制，计算出直流母线电容所需的电能并从超级电容传输所述计算的电能到直流母线电容； S3'.通过超级电容传输所述计算的电能到直流母线电容，以控制直流母线电容电压保持稳定。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述预充电控制包括: 将H桥整流器的直流电容电压指令值与所述电压实际值做差，对所差值进行PI控制，计算出期望的H桥整 流器的直流电容电压； 将所述期望的H桥整流器的直流电容电压送输入至隔离型双向全桥DC/DC变换器DAB ； 所述DAB通过超级电容的储能控制，将超级电容的电能反向传输给各级H桥整流器的直流电容。4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述超级电容储能控制包括: 将配电网负载的直流母线电容电压的指令值与实际检测电压值做差，对所差值进行PI控制，计算出期望的直流母线电容电压； 根据直流母线电流指令值和DC/DC变流器的占空比，以超级电容电流限制函数作为范围依据，计算出超级电容的电流指令值； 将所述超级电容的电流指令值与实际值做差，对所述差值进行滑模控制后，输入至DC/DC变流器。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述超级电容电流限制函数为:限定超级电容电流指令值在可放电电流的最大值和最小值之间。6.—种电力电子变压器,其特征在于,包括以下模块: 电容电压检测模块，用于检测各级H桥整流器的直流电容、预充电控制后各级H桥整流器的直流电容电压、配电网负载的直流母线电容和超级电容的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：周柯，郑意，奉斌，许飞，涂春鸣，刘程辉，徐波，陈涛，吴丽芳，欧世峰，金庆忍，
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