一种改善DC/DC-IPOS结构升压换流器功率脉动特性的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种改善DC/DC

【技术实现步骤摘要】
一种改善DC/DC
‑
IPOS结构升压换流器功率脉动特性的控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体为一种改善DC/DC
‑
IPOS结构升压换流器功率脉动特性的控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国新能源发展迅速，装机容量和并网容量正在经历高速增长，由于大规模新能源接入电网，对传统电网造成了冲击，为降低新能源对电网的冲击，直流输电系统正在被广泛的作为解决方案提出。
[0003]当直流输电系统运行时，DC/DC升压换流器作为低压直流与高压直流的关键变换环节，其通常采用DC/AC与AC/DC变换相级联的结构，其中AC环节通常采用中频或高频变压器实现电磁隔离与电压变换。其中输入并联输出串联(IPOS)结构被广泛的使用，对于输入并联输出串联升压换流器，其前级DC/AC变换用于控制输入侧直流母线电压恒定，后级AC/DC侧与直流电网连接时，其只需完成AC/DC变换即可，无需控制其AC侧或DC侧电压或电流，因而一般采用开环控制，为提高输出侧电压等级，一般至少设置两条升压变换支路串联，当两条升压换流支路采用相同的开环调制时，由于其IPOS的结构特性，此种情况下换流器功率波动会进行叠加，此时引起后级AC/DC变换器的直流侧电压脉动较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种改善DC/DC
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IPOS结构升压换流器功率脉动特性的控制方法，通过在串联AC/DC变换环节，引入一相角差值，即在任意一条换流支路的给定相位的基础上在加上任意一角度，造成两支路错峰换流，对IPOS结构导致的换流器功率脉动问题可进行有效抑制，显著改善直流侧电压波形，为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改善DC/DC
‑
IPOS结构升压换流器功率脉动特性的控制方法，该控制方法应用于需进行升压变换的直流电网系统，该系统包括输入并联输出串联两条升压换流器支路、网侧电容、直流电网以及控制策略，包括如下步骤：
[0006]在直流输配电系统中，在需进行电压变换的场合，对于输出侧串联AC/DC换流单元，可采用电压电流双闭环或开关控制策略，提供三相工频交流到直流的整流变换；
[0007]对于提到的IPOS结构，由于换流器输出电流与功率存在脉动，两换流器串联连接的方式使得该频段脉动叠加，进而会导致其直流侧电压纹波增大，工程设计上基于经济性的考虑，通过增加滤波电容值来抑制直流侧电压纹波在可接受范围内。
[0008]根据上述技术方案，所述升压换流器支路中其中每条支路包括一个DC/AC换流器、一台变压器和一个AC/DC换流器。
[0009]根据上述技术方案，根据变压换流器情况，提出一种改善两路输入并联输出串联DC/DC升压换流器输出侧功率脉动特性的控制策略，该控制策略，包括：
[0010]通过在输出串联AC/DC变换环节，在AC侧引入一相角差值，即在任意一条换流支路的给定标准相位的基础上在加上任意一角度，造成两支路错峰换流，对IPOS结构导致的换流器功率脉动问题进行抑制，从而改善直流侧电压波形；
[0011]当其相位角选取合理时，能实现谐波最优抑制，显著改善输出串联直流侧AC/DC换流器直流侧电压纹波。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：通过在输出串联模块支路之间增加一个相位差，使得换流器交流环节电压产生相位差，达到抑制直流侧串联电压纹波的目的，有效改善了高压侧输出串联直流电压的波形，使升压换流器达到了更为优异的性能指标，本专利技术能够有效改善直流输电DC/DC升压换流器输入并联输出串联结构功率脉动的问题，可显著改善输出侧直流电压波形，并提升系统的可控性。
附图说明
[0013]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0014]图1是本专利技术DC/DC
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IPOS结构变压换流器系统的结构图；
[0015]图2是本专利技术DC/DC
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IPOS结构变压换流器输出串联侧变流器引入相位差后的控制框图；
[0016]图3是所述系统为应用本专利技术时的仿真波形；
[0017]图4是本专利技术应用所述系统为本专利技术时的仿真波形。
具体实施方式
[0018]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]实施例：本专利技术提供技术方案，图1是本专利技术DC/DC
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IPOS结构升压换流器系统的结构框图，如图1所示，包括DC/DC
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IPOS结构升压换流器(它包括DC/AC变换器，变压器，AC/DC变换器)低压输入侧采用典型的电压电流双闭环控制，其中电压环控制低压侧的直流电压，电流环控制换流器交流侧的电流用来保证功率的平稳输送。
[0020]图2是本专利技术本专利技术DC/DC
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IPOS结构升压换流器AC/DC变流器引入相位差后的控制框图，如图2所示，在任意一条变压变换支路的AC/DC变换器给定AC相位时，引入一相位差，从而造成两条升压换流支路高压侧AC/DC变换器交流侧的电压相位有差，不同于一般工况下的同步换流，从而平抑网侧直流电压的波动，其原理如下图所示。
[0021]图3是本专利技术应用前直流电网运行时电网向负载侧供电时的变压换流器两支路的AC/DC交流侧电压波形，可以看出，此时电压纹波显著。
[0022]图4是本专利技术应用于直流电网时的变压换流器两支路的AC/DC交流侧电压波形，可以看出，引入相角差以后，直流侧的电压纹波得到了明显的改善。
[0023]最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保
护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善DC/DC
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IPOS结构升压换流器功率脉动特性的控制方法，该控制方法应用于需进行升压变换的直流电网系统，该系统包括输入并联输出串联两条升压换流器支路、网侧电容、以及控制策略，其特征在于，包括如下步骤：在直流输配电系统中，在需进行电压变换的场合，对于输出侧串联AC/DC换流单元，可采用电压电流双闭环或开关控制策略，提供三相工频交流到直流的整流变换；对于提到的IPOS结构，由于换流器输出电流与功率存在脉动，两换流器串联连接的方式使得该频段脉动叠加，进而会导致其直流侧电压纹波增大，工程设计上基于经济性的考虑，通过增加滤波电容值来抑制直流侧电压纹波在可接受范围内。2.根据权利要求1所述的一种改善DC/DC
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IPOS结构升压换流器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘黎，詹志雄，段天元，俞恩科，王勇，李赢，任敏强，饶友元，潘武略，裘鹏，李兆杰，田艳军，王毅，田智引，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司舟山供电公司，
类型：发明
国别省市：