【技术实现步骤摘要】
双极性直流变压器、及其控制方法和装置
本专利技术涉及电力电子领域，具体涉及一种双极性直流变压器、及其控制方法和装置。
技术介绍
直流变压器(DCtransformer，DCT)是一种将电力电子变换技术和基于电磁感应原理的高频电能变换技术相结合(工作频率相对于工频变压器更高)，将一种直流电压变换成另一种或多种直流电压的新型电力电子设备。直流变压器在分布式新能源及储能应用、智能电网和能源互联网等领域具有广泛的应用前景和巨大的市场价值。直流变压器一般采用输入串联输出并联(InputSeriesOutputParallel，ISOP)结构，其核心功率单元采用双有源桥(DualActiveBridge，DAB)或者双向谐振电路(CLLC)，通过高频斩波、变压器隔离、高频整流来实现一种直流电压到另一种或多种直流电压的变换。低压直流配网一般采用双极性供电形式，具有更高的灵活性和可靠性。双极性供电一般包括伪双极和真双极两种实现形式。具有伪双极特性的直流变压器结构比较简单，参见图1，可利用接地电阻或者电容的中点接地，目...
【技术保护点】
1.一种双极性直流变压器，其特征在于，所述双极性直流变压器包括：/n至少两个功率子模块，各功率子模块的高压侧端口依次串联形成所述双极性直流变压器的高压侧直流端口，各功率子模块的低压侧端口并联形成所述双极性直流变压器的低压侧直流端口，/n所述功率子模块包括：高压侧子电路、变压器以及低压侧子电路，其中：/n所述高压侧子电路包括：并联连接的高压侧电容器和高压侧H桥电路，所述高压侧电容器与所述高压侧直流端口并联连接，所述高压侧H桥电路与所述变压器的高压侧绕组连接，/n所述低压侧子电路包括：低压侧电感组合、以及并联连接的低压侧电容器组合和低压侧H桥电路，所述低压侧电感组合与所述变压器...
【技术特征摘要】
1.一种双极性直流变压器，其特征在于，所述双极性直流变压器包括：
至少两个功率子模块，各功率子模块的高压侧端口依次串联形成所述双极性直流变压器的高压侧直流端口，各功率子模块的低压侧端口并联形成所述双极性直流变压器的低压侧直流端口，
所述功率子模块包括：高压侧子电路、变压器以及低压侧子电路，其中：
所述高压侧子电路包括：并联连接的高压侧电容器和高压侧H桥电路，所述高压侧电容器与所述高压侧直流端口并联连接，所述高压侧H桥电路与所述变压器的高压侧绕组连接，
所述低压侧子电路包括：低压侧电感组合、以及并联连接的低压侧电容器组合和低压侧H桥电路，所述低压侧电感组合与所述变压器的低压侧绕组连接，所述低压侧电容器组合与所述低压侧直流端口并联连接。
2.根据权利要求1所述的双极性直流变压器，其特征在于，所述高压侧H桥电路包括：第一桥臂和第二桥臂，其中，
所述第一桥臂包括：串联连接的第一电力电子器件和第二电力电子器件，
所述第二桥臂包括：串联连接的第三电力电子器件和第四电力电子器件，
所述第一电力电子器件的第一主电极与所述高压侧电容器的正极和所述第三电力电子器件的第一主电极连接，所述第一电力电子器件的第二主电极与所述第二电力电子器件的第一主电极和所述变压器的高压侧绕组的正极连接，
所述第二电力电子器件的第二主电极与所述高压侧电容器的负极、所述第四电力电子器件的第二主电极连接，
所述第三电力电子器件的第二主电极与所述第四电力电子器件的第一主电极、所述变压器的高压侧绕组的负极连接。
3.根据权利要求1所述的双极性直流变压器，其特征在于，
所述低压侧电感组合包括：并联连接的第一电感和第二电感，所述低压侧电容器组合包括：串联连接的第一电容器和第二电容器，
所述第一电感的正极与所述变压器的低压侧绕组的正极连接，所述第一电感的负极与所述第二电感的负极、所述第一电容器负极、所述第二电容器的正极、以及所述低压侧子电路的直流端口接地极连接，所述第二电感的正极与所述变压器的低压侧绕组的负极连接，
所述第一电容器的正极与所述低压侧子电路的直流侧端口正极连接，所述第二电容器负极与所述低压侧子电路的直流侧端口负极连接。
4.根据权利要求3所述的双极性直流变压器，其特征在于，所述低压侧H桥电路包括：第三桥臂和第四桥臂，其中，
所述第三桥臂包括：串联连接的第五电力电子器件和第六电力电子器件，
所述第四桥臂包括：串联连接的第七电力电子器件和第八电力电子器件，
所述第五电力电子器件的第一主电极与所述第七电力电子器件的第一主电极、所述第一电容器的正极和所述低压侧子电路的直流侧端口正极连接，所述第五电力电子器件的第二主电极与所述第六电力电子器件的第一主电极、所述变压器的低压侧绕组的正极和所述第一电感的正极连接，
所述第六电力电子器件的第二主电极与所述第八电力电子器件的第二主电极、所述第二电容器的负极和所述低压侧子电路的直流侧端口负极连接，
所述第七电力电子器件的第二主电极与所述第八电力电子器件的第一主电极、所述变压器的低压侧绕组的负极、所述第二电感的正极连接。
5.根据权利要求1所述的双极性直流变压器，其特征在于，所述低压侧电感组合为包括至少两个绕组的耦合电感元件。
6.一种应用于双极性直流变压器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取所述双极性直流变压器的低压侧直流输出正母线电压uLV1和负母线电压uLV2；
将所述uLV1和uLV2的电压差值进行低压侧均压环比例积分调节操作来确定所述低压侧子电路的第一电感、第二电感的电流参考值iVBr；
获取第j个功率子模块的第一电感的电流iLVB1,j、第二电感的电流iLVB2,j，其中，j为正整数；
将iVBr和所述第一电感的电流iLVB1,j的电流差值进行低压侧电流环比例积分调节操作，得到占空比增量△dVB1,j；根据预定初始占空比值与△dVB1,j的差值确定所述第j个功率子模块第三桥臂的占空比dVB1,j；
将iVBr与所述第二电感的电流iLVB2,j的电流差值进行低压侧电流环比例积分调节操作，得到占空比增量△dVB2,j，根据所述预定初始占空比值与△dVB2,j的差值确定所述第j个功率子模块第四桥臂的占空比dVB2,j；
根据预定规则调节所述第三桥臂的占空比dVB1,j和第四桥臂的占空比dVB2,j，以使所述低压侧直流输出正母线电压uLV1和负母线电压uLV2的幅值相同。
7.根据权利要求6所述的应用于双极性直流变压器的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述正母线电压uLV1和负母线电压uLV2的电压和、以及预先设定的参考电压uLVr确定公共移相角
获取所述第j个功率子模块的高压侧电容器电压uC_HV,j，并根据各高压侧电容器电压uC_HV,j计算高压侧电容器的平均电压uC_HV_avg；
根据所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张哲，孙小平，杨晓平，许崇福，
申请(专利权)人：西安西电电力系统有限公司，中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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