一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法技术

本申请公开了一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，包括：根据多机并联系统的规模搭建所述多机并联系统对应的物理模型，所述规模为构成所述多机并联系统的变压器数量及连接关系；在主从控制模式下，确定所述物理模型对应的等效电路模型；根据节点电压法确定所述等效电路模型的并联谐振分析模型，及所述并联谐振分析模型的谐振影响因素，解决了现有对电力电子变压器多机并联时，谐振特性无正确有效的分析方法的技术问题。

A Resonance Analysis Method for Multi-machine Parallel Connection of Power Electronic Transformer

This application discloses a resonance analysis method for multi-machine parallel connection of power electronic transformer, which includes: building the corresponding physical model of the multi-machine parallel system according to the scale of the multi-machine parallel system, the scale of which is the number of transformers constituting the multi-machine parallel system and the connection relationship; determining the equivalent circuit model corresponding to the physical model under the master-slave control mode; and according to the section. The point voltage method determines the parallel resonance analysis model of the equivalent circuit model and the influence factors of the resonance of the parallel resonance analysis model. It solves the technical problem that there is no correct and effective analysis method for the resonance characteristics of the existing power electronic transformer when multiple machines are parallel connected.

【技术实现步骤摘要】
一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法
本申请属于电力电子
，尤其涉及一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法。
技术介绍
智能电网的研究与应用正逐渐成为各国电力行业争相研究的主要课题。我国现也对发展智能电网、推动能源生产、利用方式变革和构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系，已经提出明确要求。而未来智能电网将有以下需求：高质量、高效率供电、便于交直流混合的可再生能源接入、故障自愈及高可靠运行等，以上的需求很大程度上取决于核心设备的性能及智能化水平。电力电子变压器(SolidStateTransformer，SST)将电力电子变流技术与中高频变压互相结合，可起到变压、变流、隔离的功能，具备较高的智能化，是一种新型的变压设备。与传统配变相比，除具备变压及隔离功能外，还可兼有电能质量治理、故障自愈、潮流双向可控、便于接纳直流源荷等功能，可广泛应用于未来的分布式可再生能源并网、电力机车牵引、绿色数据中心、直流楼宇及新型工业园区等场景。随着可再生能源的发展，上述场景的配网拓扑结构将由单机、单源、单母线结构向多机、多源、环网结构发展，而电力电子变压器并联运行技术是实现上述方向的基础。目前电力电子变压器可实现多机并联，而多机并联运行面临的主要问题是并联谐振，一旦发生谐振，将导致谐波放大，严重影响设备性能，甚至会烧毁设备，因此需要在建设初期对电力电子变压器多机并联的谐振特性进行分析，为后续的规划建设提供依据。但是现有对电力电子电压器多机并联的谐振特性没有正确有效的分析方法。因此，提供一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本申请提供了一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，用于电子电子变压器系统谐振分析，解决了现有对电力电子变压器多机并联时，谐振特性无正确有效的分析方法的技术问题。有鉴于此，本申请提供了一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，包括：根据多机并联系统的规模搭建所述多机并联系统对应的物理模型，所述规模为构成所述多机并联系统的变压器数量及连接关系；在主从控制模式下，确定所述物理模型对应的等效电路模型；根据节点电压法确定所述等效电路模型的并联谐振分析模型，及所述并联谐振分析模型的谐振影响因素。优选地，所述多机并联系统由多台电力电子变压器并联组成；每一所述电力电子变压器包括依次连接的全桥整流电路、双向有源全桥DC/DC、全桥逆变器、LCL滤波电路，所述全桥整流电路输入端连接电网输入端，所述LCL滤波电路输出端连接负载侧。优选地，所述LCL滤波电路具体为：第一电阻R1与第一电感L1串联组成的第一支路；第二电阻R2与第二电感L2串联组成的第二支路；滤波电容C构成的第三支路；所述第二支路和所述第三支路并联后与所述第一支路串联。优选地，所述在主从控制模式下，确定所述物理模型对应的等效电路模型具体包括：设定所述物理模型中的一台电力电子变压器为主机，其余电力电子变压器为从机；设定所述主机的主机控制策略为逆变器侧电容电压内环控制和电感电流外环控制，所述从机的从机控制策略为负载侧输出电流反馈外环控制和电容电压内环的逆变控制；根据所述主机控制策略、所述从机控制策略分别确定所述主机的主机等效电路模型和所述从机的从机等效电路模型，将所述主机等效电路模型和所述从机等效电路模型并联得到所述等效电路模型。优选地，所述电感电流外环控制采用比例控制，所述比例控制的传递函数为KP1；所述逆变器侧电容电压内环控制采用PI控制，所述PI控制的传递函数为：其中，s是频域分析，KP2是比例系数，KI是积分系数。优选地，所述主机电路等效模型为：UC(s)＝Gvol(s)Uref_vol(s)-Zout_vol(s)I2(s)；其中，Gvol(s)为电压系数，KPWM是调制过程放大系数，Uref_vol(s)为参考电压，I2(s)为输出电流，Zout_vol(s)为等效输出阻抗。优选地，所述负载侧输出电流反馈外环控制采用比例谐振控制。优选地，所述从机等效电路模型为：I2(s)＝Gref_eq(s)Iref(s)-Yref_eqUpcc(s)；其中，Iref(s)为参考电流，Upcc(s)为公共点电压，Gref_eq(s)为电流系数，s是频域分析，KPWM为逆变器增益，Kp3为比例谐振控制的比例系数，ωc为截止频率，ωn为基波频率，h为谐波次数，ki,h为第h次谐振增益，G1＝1/(sL1+R1)，Gc＝1/sC，G2＝1/(sL2+R2)，Yref_eq(s)为等效并联导纳，优选地，根据节点电压法确定所述等效电路模型的并联谐振分析模型为：其中，I2,m为并联谐振分析模型，即第m台从机的从机等效模型，Rself,m为第m台从机的自身谐振影响，Rself,m＝Gref_eq,m，Iref,m为第m台从机的参考电流，Rslave,m,i为与其并联的其他从机对其谐振影响，Iref,i为与第m台并联的其他从机的参考电流，Gref_eq,i为与第m台并联的其他从机的等效受控电流源系数，Yref_eq,i为与第m台并联的其他从机的等效并联导纳，Yg为负载导纳，Yout_vol为主机输出导纳，Rmaster,m为主机对第m台从机的谐振影响，从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请提供了一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，包括：根据多机并联系统的规模搭建所述多机并联系统对应的物理模型，所述规模为构成所述多机并联系统的变压器数量及连接关系；在主从控制模式下，确定所述物理模型对应的等效电路模型；根据节点电压法确定所述等效电路模型的并联谐振分析模型，及所述并联谐振分析模型的谐振影响因素。本申请中，在对多机并联系统分析时，首先确定多机并联系统的物理模型，然后根据主从控制基本原理，确定物理模型对应的等效电路模型，最后根据节点电压法确定等效电路模型的并联谐振分析模型，及并联谐振分析模型的谐振影响因素，在得到谐振影响因素后，可以针对谐振影响因素进行调整，为后续的建设规划提供依据，解决了现有对电力电子变压器多机并联时，谐振特性无正确有效的分析方法的技术问题。附图说明图1为本申请实施例中一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法的第一实施例的流程示意图；图2为本申请实施例中一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法的第二实施例的流程示意图；图3为本申请实施例中一种电力电子变压器多机并联系统的结构示意图；图4为本申请实施例中主机控制策略的框图；图5为本申请实施例中从机控制策略的框图；图6为本申请实施例中第二实施例对应的多机并联系统的等效电路模型示意图。具体实施方式本申请实施例提供了一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，用于电子电子变压器系统谐振分析，解决了现有对电力电子变压器多机并联时，谐振特性无正确有效的分析方法的技术问题。为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参阅图1，本申请实施例中一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，其特征在于，包括：根据多机并联系统的规模搭建所述多机并联系统对应的物理模型，所述规模为构成所述多机并联系统的变压器数量及连接关系；在主从控制模式下，确定所述物理模型对应的等效电路模型；根据节点电压法确定所述等效电路模型的并联谐振分析模型，及所述并联谐振分析模型的谐振影响因素。

【技术特征摘要】
1.一种电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，其特征在于，包括：根据多机并联系统的规模搭建所述多机并联系统对应的物理模型，所述规模为构成所述多机并联系统的变压器数量及连接关系；在主从控制模式下，确定所述物理模型对应的等效电路模型；根据节点电压法确定所述等效电路模型的并联谐振分析模型，及所述并联谐振分析模型的谐振影响因素。2.根据权利要求1所述的电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，其特征在于，所述多机并联系统由多台电力电子变压器并联组成；每一所述电力电子变压器包括依次连接的全桥整流电路、双向有源全桥DC/DC、全桥逆变器、LCL滤波电路，所述全桥整流电路输入端连接电网输入端，所述LCL滤波电路输出端连接负载侧。3.根据权利要求2所述的电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，其特征在于，所述LCL滤波电路具体为：第一电阻R1与第一电感L1串联组成的第一支路；第二电阻R2与第二电感L2串联组成的第二支路；滤波电容C构成的第三支路；所述第二支路和所述第三支路并联后与所述第一支路串联。4.根据权利要求3所述的电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，其特征在于，所述在主从控制模式下，确定所述物理模型对应的等效电路模型具体包括：设定所述物理模型中的一台电力电子变压器为主机，其余电力电子变压器为从机；设定所述主机的主机控制策略为逆变器侧电容电压内环控制和电感电流外环控制，所述从机的从机控制策略为负载侧输出电流反馈外环控制和电容电压内环的逆变控制；根据所述主机控制策略、所述从机控制策略分别确定所述主机的主机等效电路模型和所述从机的从机等效电路模型，将所述主机等效电路模型和所述从机等效电路模型并联得到所述等效电路模型。5.根据权利要求4所述的电力电子变压器多机并联的谐振分析方法，其特征在于，所述电感电流外环控制采用比例控制，所述比例控制的传递函数为KP1；所述逆变器侧电容电压内环控制采用PI控制，所述PI控制的传递函数为：其中，s是频...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宁，肖祥，曾杰，周永言，赵伟，徐琪，王伟，刘鑫，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44