有载调压装置、有载调压变压器及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种有载调压装置、有载调压变压器及其控制方法。有载调压变压器的控制方法包括：根据有载调压变压器的一次侧的目标电压值与实际电网电压值控制生成相应的分接开关指令以及电力电子变换模块的目标输出电压；根据相关参数生成电力电子变换模块的电压幅值和相角指令；相关参数包括实际负荷电压值和分接开关指令；或者相关参数包括目标输出电压；根据电力电子变换模块的电压幅值和相角指令生成电力电子变换模块的目标脉宽调制信号；根据目标脉宽调制信号实时控制电力电子变换模块的占空比。本发明专利技术实施例可以实现对一次侧绕组输出电压的精确调节，并可以向电网系统提供一定的无功功率。统提供一定的无功功率。统提供一定的无功功率。

【技术实现步骤摘要】
有载调压装置、有载调压变压器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及变压器
，尤其涉及一种有载调压装置、有载调压变压器及其控制方法。

技术介绍

[0002]有载调压器是变压器在带负荷运行时能通过转换分接头档位而改变变压器一次侧绕组电压的一种调压设备。
[0003]目前的有载调压器通过调节接头挡位改变接入一次侧绕组线圈的匝数，从而改变一次侧绕组电压的大小，但是使用这种方式有载调压器调节电压的范围和档位以及接头的数目相关联。
[0004]现有技术中受限于保证有载调压器工作中的稳定性以及有载调压器的成本等原因，现有技术中的有载调压器上的接头仅有几个或十几个，只能按照固定步长进行调节，电压调节时波形过渡不够平滑，无法实现精准电压调节，且无法向电网系统提供无功功率。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种有载调压装置、有载调压变压器及其控制方法，可以实现对一次侧绕组输出电压的精确调节，并可以向电网系统提供一定的无功功率。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种有载调压变压器的控制方法，有载调压变压器包括：控制模块和与电网的一相供电线路相连接的有载调压装置，有载调压装置包括一次侧绕组、绕组投切模块和至少一个电力电子变换模块；一次侧绕组包括主绕组、与电力电子变换模块一一对应连接的辅助绕组和至少一个分段绕组；绕组投切模分别连接各分段绕组，绕组投切模块包括至少一个分接开关；有载调压变压器的控制方法由控制模块执行，有载调压变压器的控制方法包括：根据有载调压变压器的一次侧的目标电压值与实际电网电压值控制生成相应的分接开关指令以及电力电子变换模块的目标输出电压；根据相关参数生成电力电子变换模块的电压幅值和相角指令；相关参数包括实际负荷电压值和分接开关指令；或者相关参数包括目标输出电压；根据电力电子变换模块的电压幅值和相角指令生成电力电子变换模块的目标脉宽调制信号；根据目标脉宽调制信号实时控制电力电子变换模块的占空比。
[0007]可选地，在根据有载调压变压器的一次侧的目标电压值与实际电网电压值控制生成相应的分接开关指令以及电力电子变换模块的目标输出电压之后，包括：根据分接开关指令对分接开关发出触发信号。
[0008]可选地，电力电子变换模块包括电力电子变流器，电力电子变流器包括整流单元和逆变单元，整流单元的交流侧与电力电子变流器的第一端和第二端连接，整流单元的直流侧与逆变单元的直流侧连接；逆变单元的交流侧与电力电子变流器的第三端和第四端连接；目标脉宽调制信号包括第一目标脉宽调制信号和第二目标脉宽调制信号；根据多个电力电子变流器的电压幅值和相角指令生成多个电力电子变流器的时变调制波信号，包括：
以整流单元的直流侧电压为外环控制量并以整流单元的交流侧电流为内环控制量对整流单元进行双闭环控制，以生成第一目标脉宽调制信号；以电力电子变流器的输出电压为外环控制量并以逆变单元的交流侧电流为内环控制量对逆变单元进行双闭环控制，以生成第二目标脉宽调制信号；根据目标脉宽调制信号实时控制电力电子变换模块的占空比，包括：根据第一目标脉宽调制信号控制整流单元中开关器件的占空比；根据第二目标脉宽调制信号控制逆变单元中开关器件的占空比。
[0009]可选地，根据电力电子变换模块的电压幅值和相角指令生成电力电子变换模块的目标脉宽调制信号，包括：根据电力电子变换模块的电压幅值和相角指令生成电力电子变换模块的时变调制波信号；对时变调制波信号做归一化处理得到归一化调制信号，再将归一化调制信号与载波比较，得到目标脉宽调制信号。
[0010]第二方面，本专利技术实施例提供了一种有载调压装置，与电网的一相供电线路相连接，包括：一次侧绕组、绕组投切模块和至少一个电力电子变换模块；一次侧绕组包括主绕组、与电力电子变换模块一一对应连接的辅助绕组和至少一个分段绕组，主绕组、辅助绕组以及分段绕组共磁芯；绕组投切模块分别连接各分段绕组，绕组投切模块包括至少一个分接开关，绕组投切模块被配置成根据接收到的分接开关指令，通过分接开关控制与主绕组串联的分段绕组的数量，以控制有载调压装置的电压输出端的输出电压；各辅助绕组通过对应连接的电力电子变换模块串联连接在有载调压装置的电压输出端；电力电子变换模块用于根据接收到的目标脉宽调制信号，对辅助绕组的绕组电压进行电能变换从而调节电压输出端的输出电压幅值和/或相角。
[0011]可选地，有载调压装置包括一个电力电子变换模块和一个辅助绕组，电力电子变换模块的第一端和第二端分别与辅助绕组的第一端和第二端电连接，电力电子变换模块的第三端连接第一输出端，电力电子变换模块的第四端连接第二输出端；或者有载调压装置包括n个电力电子变换模块和n个辅助绕组，其中n为大于或等于2的整数；电力电子变换模块的第一端和第二端分别与对应的辅助绕组的第一端和第二端电连接，第1个电力电子变换模块的第三端连接第一输出端，第n个电力电子变换模块的第四端连接第二输出端，第j个电力电子变换模块的第三端连接第(j
‑
1)个电力电子变换模块的第四端，其中2≤j≤n；电压输出端包括第一输出端和第二输出端，第一输出端连接电源，电源连接主绕组；第二输出端连接绕组投切模块。
[0012]可选地，电力电子变换模块包括电力电子变流器；电力电子变流器的第一端、第二端、第三端、第四端分别作为电力电子变换模块的第一端、第二端、第三端、第四端；电力电子变流器包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；第一晶体管的第一极与第三晶体管的第一极连接，第一晶体管的第二极与第二晶体管的第一极连接，第一晶体管的栅极接入目标脉宽调制信号；第二晶体管的第一极与电力电子变流器的第一端电连接，第二晶体管的第二极与第四晶体管的第二极连接，第二晶体管的栅极接入目标脉宽调制信号；第三晶体管的第一极与第五晶体管的第一极连接，第三晶体管的第二极与第四晶体管的第一极连接，第三晶体管的栅极接入目标脉宽调制信号；第五晶体管的第二极作为电力电子变流器的第三端，第五晶体管的栅极接入目标脉宽调制信号；第四晶体管的第一极与电力电子变流器的第二端和第四端电连接，第四晶体管的第二极与第六晶体管的第二极连接，第四晶体管的栅极接入目标脉宽调制信号；第六晶体管的
第一极与第五晶体管的第二极连接，第六晶体管的栅极接入目标脉宽调制信号。
[0013]可选地，电力电子变流器包括整流单元和逆变单元，整流单元包括第一晶体管和第二晶体管，逆变单元包括第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；第一晶体管的第二极和第三晶体管的第二极作为整流单元的交流侧，第一晶体管的第一极和第二晶体管的第二极作为整流单元的直流侧，第五晶体管的第二极和第四晶体管的第一极作为逆变单元的交流侧；或者，整流单元包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管，逆变单元包括第五晶体管和第六晶体管；第一晶体管的第二极和第三晶体管的第二极作为整流单元的交流侧，第四晶体管的第一极和第五晶体管的第二极作为整流单元的直流侧，第五晶体管的第二极和第四晶体管的第一极作为逆变单元的交流侧。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有载调压变压器的控制方法，其特征在于，所述有载调压变压器包括：控制模块和与电网的一相供电线路相连接的有载调压装置，所述有载调压装置包括一次侧绕组、绕组投切模块和至少一个电力电子变换模块；所述一次侧绕组包括主绕组、与所述电力电子变换模块一一对应连接的辅助绕组和至少一个分段绕组；所述绕组投切模分别连接各所述分段绕组，所述绕组投切模块包括至少一个分接开关；所述有载调压变压器的控制方法由所述控制模块执行，所述有载调压变压器的控制方法包括：根据所述有载调压变压器的一次侧的目标电压值与实际电网电压值控制生成相应的分接开关指令以及所述电力电子变换模块的目标输出电压；根据相关参数生成所述电力电子变换模块的电压幅值和相角指令；所述相关参数包括实际负荷电压值和所述分接开关指令；或者所述相关参数包括所述目标输出电压；根据所述电力电子变换模块的电压幅值和相角指令生成所述电力电子变换模块的目标脉宽调制信号；根据所述目标脉宽调制信号实时控制所述电力电子变换模块的占空比。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述根据有载调压变压器的一次侧的目标电压值与实际电网电压值控制生成相应的分接开关指令以及所述电力电子变换模块的目标输出电压之后，包括：根据所述分接开关指令对所述分接开关发出触发信号。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述电力电子变换模块包括电力电子变流器，所述电力电子变流器包括整流单元和逆变单元，所述整流单元的交流侧与所述电力电子变流器的第一端和第二端连接，所述整流单元的直流侧与所述逆变单元的直流侧连接；所述逆变单元的交流侧与所述电力电子变流器的第三端和第四端连接；所述目标脉宽调制信号包括第一目标脉宽调制信号和第二目标脉宽调制信号；根据所述电力电子变换模块的电压幅值和相角指令生成所述电力电子变换模块的目标脉宽调制信号，包括：以所述整流单元的直流侧电压为外环控制量并以整流单元的交流侧电流为内环控制量对所述整流单元进行双闭环控制，以生成所述第一目标脉宽调制信号；以所述电力电子变流器的输出电压为外环控制量并以逆变单元的交流侧电流为内环控制量对所述逆变单元进行双闭环控制，以生成所述第二目标脉宽调制信号；所述根据所述目标脉宽调制信号实时控制所述电力电子变换模块的占空比，包括：根据所述第一目标脉宽调制信号控制所述整流单元中开关器件的占空比；根据所述第二目标脉宽调制信号控制所述逆变单元中开关器件的占空比。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述电力电子变换模块的电压幅值和相角指令生成所述电力电子变换模块的目标脉宽调制信号，包括：根据所述电力电子变换模块的电压幅值和相角指令生成所述电力电子变换模块的时变调制波信号；
对所述时变调制波信号做归一化处理得到归一化调制信号，再将所述归一化调制信号与载波比较，得到目标脉宽调制信号。5.一种有载调压装置，其特征在于，与电网的一相供电线路相连接，包括：一次侧绕组、绕组投切模块和至少一个电力电子变换模块；所述一次侧绕组包括主绕组、与所述电力电子变换模块一一对应连接的辅助绕组和至少一个分段绕组，所述主绕组、所述辅助绕组以及所述分段绕组共磁芯；所述绕组投切模块分别连接各所述分段绕组，所述绕组投切模块包括至少一个分接开关，所述绕组投切模块被配置成根据接收到的分接开关指令，通过所述分接开关控制与所述主绕组串联的所述分段绕组的数量，以控制所述有载调压装置的电压输出端的输出电压；各所述辅助绕组通过对应连接的所述电力电子变换模块串联连接在所述有载调压装置的电压输出端；所述电力电子变换模块用于根据接收到的目标脉宽调制信号，对辅助绕组的绕组电压进行电能变换从而调节所述电压输出端的输出电压幅值和/或相角。6.根据权利要求5所述的有载调压装置，其特征在于，所述有载调压装置包括一个所述电力电子变换模块和一个所述辅助绕组，所述电力电子变换模块的第一端和第二端分别与所述辅助绕组的第一端和第二端电连接，所述电力电子变换模块的第三端连接第一输出端，所述电力电子变换模块的第四端连接第二输出端；或者所述有载调压装置包...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘水，钟振鑫，张大兴，卓定明，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司惠州供电局，
类型：发明
国别省市：