基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑及限流方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑及限流方法，包括变压器T和全桥电路，所述全桥包括连接在电压器T原边的全桥逆变电路和副边的全桥整流电路，所述全桥逆变电路和全桥整流电路分别连接有一支路，所述支路由一电力电子开关和一支撑电容连接组成，本发明专利技术相比于其它外加专用直流限流器设备型的方案，本发明专利技术具有造价低廉，电路简单且控制方法容易等优点；因为本发明专利技术具有对称的电路拓扑，因此本发明专利技术不受电网潮流方向的影响。通过调节H桥间移相角以及输入侧半桥的移相角，可以实现直流电力电子变压器输出电流的宽范围连续控制，因此具有宽范围的适应性，满足直流回路发生短路故障时不同程度的短路状况。

Fault current limiting topology and method of solid state transformer based on double active bridge structure

【技术实现步骤摘要】
基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑及限流方法
本专利技术属于故障电流穿越控制
，具体涉及一种基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑及限流方法。
技术介绍
直流输电以及配电系统起始于上世纪20年代，因为以当时技术储备有限，不足以实现直流电压变换，潮流控制以及故障断路限流等功能。这在很大程度上制约着直流输电电网的发展。如今，伴随着电力电子半导体器件与其相关控制等技术的蓬勃发展，直流系统因具有相对于交流系统独特的优势，又一次的被提及并越来越多的运用在新的输电以及配电系统的建设项目当中。然而，随着直流输电系统规模的增加，不同电压等级的直流线路将由直流电力电子变压器连接，故障穿越是无法回避的问题，现有的中高压直流故障限流的各种解决方案，大多通过限流设备的使用进行解决。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑及限流方法，本专利技术不需要额外增加限流设备，通过对直流变压器施加相应控制方法，实现无论高压侧还是低压侧的直流短路故障电流的限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑，其特征在于，包括变压器T和全桥电路，所述全桥包括连接在电压器T原边的全桥逆变电路和副边的全桥整流电路，所述全桥逆变电路和全桥整流电路分别连接有一支路，所述支路由一电力电子开关和一支撑电容连接组成，其中，电力电子开关的集电极与支撑电容的正极相连，支撑电容的负极连接至全桥电路负端，电力电子开关的发射极连接至全桥电路的正端。/n

【技术特征摘要】
1.基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑，其特征在于，包括变压器T和全桥电路，所述全桥包括连接在电压器T原边的全桥逆变电路和副边的全桥整流电路，所述全桥逆变电路和全桥整流电路分别连接有一支路，所述支路由一电力电子开关和一支撑电容连接组成，其中，电力电子开关的集电极与支撑电容的正极相连，支撑电容的负极连接至全桥电路负端，电力电子开关的发射极连接至全桥电路的正端。


2.根据权利要求1所述的基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑，其特征在于，所述全桥逆变电路由四个电力电子开关组成。


3.根据权利要求1所述的基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑，其特征在于，所述全桥电路中，其中一个全桥电路的两端用于连接输入端，另一个全桥电路的两端用于连接输出端。


4.根据权利要求1所述的基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑，其特征在于，所述电力电子开关由IGBT与反并联二极管构成。


5.根据权利要求1所述的基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流拓扑，其特征在于，还包括连接在全桥逆变电路与变压器T原边之间的电感L，所述电感L为变压器漏感以及线路及电力电子开关等效电感之和。


6.基于双有源桥结构的固态变压器故障电流限流方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，当直流电网处于正常运行状态时，变压器部分处于桥间移相控制方法，d1为占空比，定义为中频变压器两侧H桥的相位差比于0.5个工作周期，在控制器上选择输出电压闭环控制或电压电流双闭环控制系统，输出为两个H桥间的移相角，占空比d1关于平均输出有功功率P的函数为式(1)所示：



其中，d1的取值范围为[-1,1]；P(d1)是为关于点(0,0)的奇函数，且在占空比d1为0.5时拥有最大值，-0.5时拥有最小值；
步骤二，当直流变压器两端点中任一点发生短路故障时，变压器对控制方法进行更改，当变压器正常运行时，按照SPS(singlephase...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓超然，杨旭，张笑天，张雄，马鑫，黄燕飞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61