一种电力电子变压器系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电力电子变压器系统及其控制方法，包括：A相相间变压模块、B相相间变压模块、C相相间变压模块，其特征在于：每个相间变压模块包括：多个功率变换模块，输出电压指令值Uout_ref和实际输出电压Uout经过PI调节器，与Uout_ref/Iout相减后得到负载R，H桥单元的直流母线电压Udcn(t)除以负载R得到输入电流Iin，Iin和Udcn(t)相乘得到功率P(t)；将计算得到的功率P(t)，代入公式求得DAB谐振频率fs(t)。本发明专利技术减小直流母线侧和输出侧电容，减小体积和成本，同时减小控制难度。

A Power Electronic Transformer System and Its Control Method

The invention discloses a power electronic transformer system and its control method, including: A phase-to-phase transformer module, B phase-to-phase transformer module and C phase-to-phase transformer module. Its characteristics are as follows: each phase-to-phase transformer module includes multiple power conversion modules, output voltage instruction value Uout_ref and actual output voltage Uout through PI regulator, and load R is obtained after subtracting from Uout_ref/Iout. H\u6865\u5355\u5143\u7684\u76f4\u6d41\u6bcd\u7ebf\u7535\u538bUdcn(t)\u9664\u4ee5\u8d1f\u8f7dR\u5f97\u5230\u8f93\u5165\u7535\u6d41Iin\uff0cIin\u548cUdcn(t)\u76f8\u4e58\u5f97\u5230\u529f\u7387P(t)\uff1b\u5c06\u8ba1\u7b97\u5f97\u5230\u7684\u529f\u7387P(t)\uff0c\u4ee3\u5165\u516c\u5f0f\u6c42\u5f97DAB\u8c10\u632f\u9891\u7387fs(t)\u3002 The invention reduces capacitance of DC bus side and output side, reduces volume and cost, and reduces control difficulty.

【技术实现步骤摘要】
一种电力电子变压器系统及其控制方法
本专利技术涉及一种电力电子变压器系统及其控制方法，属于电力电子

技术介绍
随着电力电子技术的发展，电力电子变压器将取代传统变压器，目前电力电子变压器多采用级联形式，每个单元模块直流母线和直流输出侧并联滤波电容来稳定电压，滤除2倍频的电压波动，这种形式不仅增大整个系统的体积，同时要控制每个电容电压，增加系统的控制难度。本专利技术提出的一种电力电子变压器系统及其控制方法，减小直流母线和直流输出侧的电容，在降低成本，缩小体积的同时简化整个系统的控制难度。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种电力电子变压器系统及其控制方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种电力电子变压器系统，包括：A相相间变压模块、B相相间变压模块、C相相间变压模块，每个相间变压模块包括：多个功率变换模块，所述功率变换模块包括：交流进线端、交流出线端、直流输出正端、直流输出负端；所述A相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述B相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述C相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述A相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与A相交流母线相连接；所述B相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与B相交流母线相连接；所述C相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与C相交流母线相连接；所述A相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端与B相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端、C相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端相连接。作为优选方案，所述功率变换模块2包括：H桥单元、DAB谐振电路，所述H桥单元与DAB谐振电路通过第一电容C1相连接，所述H桥单元输入端为交流进线端、交流出线端，DAB谐振电路输出端为直流输出正端、直流输出负端，所述直流输出正端与直流输出负端之间设置有第二电容C2；所述H桥单元的交流进线端与交流出线端之间电压设置为电压UAC(t)，H桥单元输出端电压设置为Udcn(t)，DAB谐振电路的开关频率设置为fs(t)，DAB谐振电路的直流输出正端、直流输出负端之间电压设置为电压Uout，DAB谐振电路的电压器原副边的变比为n，功率变换模块输出电流为Iout，功率变换模块输出功率为p(t)，所述第一电容C1、第二电容C2用于滤除高次谐波,所述电压器原边设置有电感L。作为优选方案，所述H桥单元中控制开关R1、R2、R3、R4，R1、R2串联后与R3、R4串联支路相并联；所述DAB谐振电路原边的控制开关P1、P2、P3、P4，P1、P2串联后与P3、P4串联支路相并联；所述DAB谐振电路副边的控制开关S1、S2、S3、S4，S1、S2串联后与S3、S4串联支路相并联。作为优选方案，所述控制开关R1、R2、R3、R4可采用IGBT或MOSFET。作为优选方案，所述控制开关P1、P2、P3、P4可采用IGBT或MOSFET。作为优选方案，所述控制开关S1、S2、S3、S4可采用IGBT或MOSFET。一种电力电子变压器系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：H桥单元对输入电压UAC(t)进行整流，当输入电压UAC>0时，R1和R4导通，当输入电压UAC<0时，R3和R2导通，均输出电压Udcn(t)，含有2倍频的电压波动；步骤2：当Udcn<nUout时，设置控制开关P1和P2的驱动信号互补，控制开关P3和P4的驱动信号互补，控制开关P1和P3的驱动信号互补；设置控制开关S1和S2的驱动信号互补，控制开关S3和S4的驱动信号互补，设置控制开关S3的驱动信号超前S1的驱动信号时间为g(t)，控制开关S1驱动信号滞后P1驱动信号时间为w(t),其中：通过公式(2)计算DAB谐振频率；步骤3：当Udcn>nUout时，设置控制开关P1和P2的驱动信号互补，控制开关P3和P4的驱动信号互补，设置控制开关S1和S2的驱动信号互补，控制开关S3和S4的驱动信号互补，控制开关S1和S3的驱动信号互补，设置控制开关P1驱动信号超前S1驱动信号时间为g(t)，P1驱动信号滞后P3驱动信号时间为v(t)，其中：通过公式(4)计算DAB谐振频率；步骤4：输出电压指令值Uout_ref和实际输出电压Uout经过PI调节器，与Uout_ref/Iout相减后得到负载R，H桥单元的直流母线电压Udcn(t)除以负载R得到输入电流Iin，Iin和Udcn(t)相乘得到功率P(t)；步骤5：将计算得到的功率P(t)，分别代入公式(2)或公式(4)求得DAB谐振频率fs(t)。有益效果：本专利技术提供的一种电力电子变压器系统及其控制方法，减小直流母线侧和输出侧电容，减小体积和成本，同时减小控制难度。附图说明图1为电力电子变压器系统的结构示意图；图2为相间变压模块的结构示意图；图3为输出电压Udcn(t)的波形图；图4为控制开关的驱动信号波形图；图5为电压环控制的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1-2所示，一种电力电子变压器系统，包括：A相相间变压模块、B相相间变压模块、C相相间变压模块，每个相间变压模块1包括：多个功率变换模块2，所述功率变换模块包括：交流进线端、交流出线端、直流输出正端、直流输出负端；所述A相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述B相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述C相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述A相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与A相交流母线相连接；所述B相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与B相交流母线相连接；所述C相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与C相交流母线相连接；所述A相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端与B相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端、C相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端相连接。所述功率变换模块2包括：H桥单元21、DAB谐振电路22，所述H桥单元与DAB谐振电路通过第一电容C1相连接，所述H桥单元输入端为交流进线端、交流出线端，DAB谐振电路输出端为直流输出正端、直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力电子变压器系统，包括：A相相间变压模块、B相相间变压模块、C相相间变压模块，其特征在于：每个相间变压模块包括：多个功率变换模块，所述功率变换模块包括：交流进线端、交流出线端、直流输出正端、直流输出负端；所述A相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述B相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述C相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述A相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与A相交流母线相连接；所述B相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与B相交流母线相连接；所述C相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与C相交流母线相连接；所述A相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端与B相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端、C相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种电力电子变压器系统，包括：A相相间变压模块、B相相间变压模块、C相相间变压模块，其特征在于：每个相间变压模块包括：多个功率变换模块，所述功率变换模块包括：交流进线端、交流出线端、直流输出正端、直流输出负端；所述A相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述B相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述C相相间变压模块中的多个功率变换模块的交流进线端与交流出线端依次向下串联，多个功率变换模块的直流输出正端均与直线母线正端相连接，多个功率变换模块的直流输出负端均与直线母线负端相连接；所述A相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与A相交流母线相连接；所述B相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与B相交流母线相连接；所述C相相间变压模块中的第一个功率变换模块的交流进线端与C相交流母线相连接；所述A相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端与B相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端、C相相间变压模块中的最一个功率变换模块的交流出线端相连接。2.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器系统，其特征在于：所述功率变换模块2包括：H桥单元、DAB谐振电路，所述H桥单元与DAB谐振电路通过第一电容C1相连接，所述H桥单元输入端为交流进线端、交流出线端，DAB谐振电路输出端为直流输出正端、直流输出负端，所述直流输出正端与直流输出负端之间设置有第二电容C2；所述H桥单元的交流进线端与交流出线端之间电压设置为电压UAC(t)，H桥单元输出端电压设置为Udcn(t)，DAB谐振电路的开关频率设置为fs(t)，DAB谐振电路的直流输出正端、直流输出负端之间电压设置为电压Uout，DAB谐振电路的电压器原副边的变比为n，功率变换模块输出电流为Iout，功率变换模块输出功率为p(t)，所述第一电容C1、第二电容C2用于滤除高次谐波,所述电压器原边设置有电感L。3.根据权利要求2所述的一种电力电子变压器系统，其特征在于：所述H桥单元中控制开关R1、R...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秋燕，邵丹薇，杨志，李德胜，
申请(专利权)人：江苏万帮德和新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32