功率变换器制造技术

本申请提供了一种功率变换器

【技术实现步骤摘要】
功率变换器、供电系统及其控制方法


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种功率变换器
、
供电系统及其控制方法
。

技术介绍

[0002]在电力电子
中，随着科技的快速进步和发展，人类社会对能源
(
例如，电能
)
的需求率越来越大
。
例如，为了满足为偏远地区的市区供电，或者为了灵活利用峰谷电价节约用电成本，越来越多的供电系统布设有本地的储能装置和相应的功率变换器，以便在电价较低或者负载的用电需求较小时，灵活地将电网传输的电能存储至本地，或者将本地供电装置
(
例如，光伏板
)
产生的电能进行存储，同时也可以在电价较高或者负载的用电需求较大时，灵活地为本地负载或者为电网供能
。
本申请的专利技术人在研究和实践的过程中发现，在现有技术中，由于本地负载或者其他供电支路的设备
(
例如，光伏供电支路的光伏逆变器
)
的等效阻抗并不固定，在一些应用场景
(
例如，大规模并网
)
中，功率变换器在传输电能的过程中可能与光伏逆变器或者其他用电负荷
(
例如，本地负载等
)
的端口电容发生谐振，产生较大的谐振电流
(
例如，纹波电流
)
，导致供电系统的稳定性低，安全性差
。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种功率变换器
、r/>供电系统及其控制方法，可以在功率变换器中任一功率变换电路输出的纹波电流较大时，通过控制功率变换电路的载波相位改变功率变换器输出电流的等效频率，以减小功率变换电路输出的纹波电流，提升系统的安全性，保证系统的供电安全，结构简单，方法简便，适用性强
。
[0004]第一方面，本申请提供了一种功率变换器，该功率变换器可包括功率变换电路和控制电路，功率变换电路的一端可用于连接储能装置，功率变换电路的另一端可用于连接负载
。
这里的控制电路可用于在功率变换电路输出的纹波电流大于或等于第一电流值时，调节功率变换电路的载波相位，以使得功率变换电路输出的纹波电流降低至小于第二电流值
。
这里，功率变换器输出的纹波电流为功率变换器的输出电流中大于或等于目标频率的电流，第二电流值小于或等于第一电流值
。
[0005]本申请提供的技术方案可以通过功率变换电路的输出电流等输出参数判断功率变换器的工作状态，并在功率变换电路的输出电流中纹波电流过大的时候，判断此时的功率变换器与供电系统的负载或其他供电支路的设备发生谐振
(
简称为功率变换器与其他设备发生谐振
)。
此时，控制电路可以调节功率变换器中功率变换电路的载波相位，进而提高功率变换器输出的电流的等效频率，避免功率变换器与供电系统的负载或其他供电支路的设备发生谐振，以减小这个功率变换电路输出的纹波电流
。
[0006]在本申请中，功率变换器可以在功率变换电路输出的纹波电流较大时，通过控制功率变换电路的载波相位改变功率变换器与供电系统中其他功率变换器输出电流的等效频率，以减小功率变换电路输出的纹波电流，提升系统的安全性，保证系统的供电安全，结
构简单，方法简便，适用性强
。
[0007]结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，控制电路还可用于在功率变换电路输出的纹波电流大于或等于第一电流值时，按照第一固定相位角调节功率变换电路的载波相位，直至功率变换电路输出的纹波电流降低至小于第二电流值
。
这里，第一固定相位角可以是
360/K
，
K
为绝对值大于1的数
。
也就是说，功率变换电路输出的纹波电流过大，控制电路可以按照固定相位角不断调节功率变换电路的载波相位，直至功率变换电路输出的纹波电流降低至安全阈值，提升系统的安全性，保证系统的供电安全，结构简单，方法简便，适用性强
。
[0008]结合第一方面，在第二种可能的实施方式中，控制电路还可用于在功率变换电路输出的纹波电流大于或等于第一电流值时，依次按照第一实时相位参考值调节功率变换电路的载波相位，直至功率变换电路输出的纹波电流降低至小于第二电流值
。
这里，第一实时相位参考值与功率变换电路实时输出的纹波电流值正相关
。
也就是说，在功率变换电路输出的纹波电流过大时，控制电路可以按照第一实时相位参考值不断调节功率变换电路的载波相位，直至功率变换电路输出的纹波电流降低至安全阈值
。
在功率变换电路输出的纹波电流较大时，第一实时相位参考值较大；在功率变换电路输出的纹波电流较小时，第一实时相位参考值较小
。
可以在快速提升系统安全性的同时，更精细地调节功率变换电路的载波相位，进而进一步保证系统的供电安全，结构简单，方法简便，适用性强
。
[0009]结合第一方面，在第三种可能的实施方式中，控制电路还可用于在功率变换电路输出的纹波电流大于或等于第一电流值时，按照目标相位调节功率变换电路的载波相位，以将功率变换电路输出的纹波电流降低至小于第二电流值
。
这里，目标相位的取值可以基于供电系统的运行参数确定，也可以基于功率变换器通过获取
、
采集
、
接收
、
检测或者存储等方式得到的目标相位进行确定
。
此外，这里的目标相位可以是一个固定的相位，可以是一个相对可变的相位，可以是多个离散的相位，或者是由连续的相位组成的相位区间
。
这里，目标相位可以为
±
360/N
，
N
为功率变换器所在的供电系统中工作的功率变换器的数量
。
这里，功率变换器可以器通过获取
、
采集
、
接收
、
检测或者存储等方式得到目标相位具体数值，或者基于目标相位的运算逻辑并计算目标相位的具体数值，进而基于目标相位控制功率变换电路的载波相位
。
这里，系统内正在工作的功率变换器的个数为
N
，各功率变换器对应的目标相位可以是由0依次增大
±
360/N
，计算方法简便，适用性强，可以缩短系统控制时间，快速确保系统的供电安全
。
[0010]在本申请中，在功率变换电路输出的纹波电流过大时，控制电路可以按照某种相位调节多个功率变换电路的载波相位，以将功率变换电路输出的纹波电流降低至安全阈值，提升系统的安全性，保证系统的供电安全，结构简单，方法简便，适用性强
。
[0011]第二方面，本申请提供了一种供电系统，该供电系统可包括多个功率变换器和控制器，多个功率变换器的输入端可用于连接多个储能装置，多个功率变换器的输出端可用于连接负载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器包括功率变换电路和控制电路，所述功率变换电路的一端用于连接储能装置，所述功率变换电路的另一端用于连接负载；所述控制电路用于在所述功率变换电路输出的纹波电流大于或等于第一电流值时，调节所述功率变换电路的载波相位，以使得所述功率变换电路输出的纹波电流降低至小于第二电流值，其中，所述功率变换器输出的纹波电流为所述功率变换器的输出电流中大于或等于目标频率的电流，所述第二电流值小于或等于所述第一电流值
。2.
根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述控制电路还用于在所述功率变换电路输出的纹波电流大于或等于所述第一电流值时，依次按照第一固定相位角调节所述功率变换电路的载波相位，直至所述功率变换电路输出的纹波电流降低至小于所述第二电流值，其中，所述第一固定相位角为
360/K
，所述
K
为绝对值大于1的数
。3.
根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述控制电路还用于在所述功率变换电路输出的纹波电流大于或等于所述第一电流值时，依次按照第一实时相位参考值调节所述功率变换电路的载波相位，直至所述功率变换电路输出的纹波电流降低至小于所述第二电流值，其中，所述第一实时相位参考值与所述功率变换电路实时输出的纹波电流值正相关
。4.
根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述控制电路还用于在所述功率变换电路输出的纹波电流大于或等于所述第一电流值时，按照目标相位调节所述功率变换电路的载波相位，以将所述功率变换电路输出的纹波电流降低至小于所述第二电流值，其中，所述目标相位为
360/N
，所述
N
为所述功率变换器所在的供电系统中工作的功率变换器的数量
。5.
一种供电系统，其特征在于，所述供电系统包括多个功率变换器和控制器，所述多个功率变换器的输入端用于连接多个储能装置，所述多个功率变换器的输出端用于连接负载，所述控制器与所述多个功率变换器通信连接；所述控制器用于在任一所述功率变换器输出的纹波电流大于或等于第一电流值时，调节所述任一功率变换器的载波相位，以使得所述任一功率变换器输出的纹波电流降低至小于第二电流值，其中，所述功率变换器输出的纹波电流为所述功率变换器的输出电流中大于或等于目标频率的电流，所述第二电流值小于或等于所述第一电流值
。6.
根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述控制器还用于在任一所述功率变换器输出的纹波电流大于或等于所述第一电流值时，按照第一固定相位角调节所述任一功率变换器的载波相位，直至所述任一功率变换器输出的纹波电流降低至小于所述第二电流值，其中，所述第一固定相位角为
360/K
，所述
K
为绝对值大于1的数；所述控制器还用于在按照所述第一固定相位角调节所述任一功率变换器的载波相位之后，在其他所述功率变换器输出的纹波电流大于或等于所述第一电流值时，按照第二固定相位角调节所述其他功率变换器的载波相位，直至所述其他功率变换器输出的纹波电流降低至小于所述第二电流值，其中，所述第二固定相位角为
360/J
，所述
J
为绝对值大于1的数
。7.
根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述控制器还用于在任一所述功率变换器输出的纹波电流大于或等于所述第一电流值时，依次按照第一实时相位参考值调节所述功率变换电路的载波相位，直至所述功率变换电路输出的纹波电流降低至小于所述第二
电流值，所述第一实时相位参考值与所述任一功率变换电路实时输出的纹波电流值正相关；所述控制器还用于在依次按照实时相位参考值调节所述功率变换电路的载波相位，直至所述功率变换电路输出的纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：许富强，于心宇，王晨，辛凯，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：