【技术实现步骤摘要】
本申请涉及多有源直流变压器，尤其涉及一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法及装置。
技术介绍
1、为了推进能源绿色低碳转型，优化我国用能结构，我国提出了“双碳”战略目标，大力发展可再生能源。建设多电压等级的直流母线，接入用户和新能源电源的新能源供电架构，已成为必然趋势。
2、电耦合型多有源桥直流变压器，具有多个全桥模块，可实现多电压等级的多端口特性和功率双向流动，是连接多电压等级交流母线的关键设备。然而，多有源桥直流变压器中，各个全桥及其传输功率存在严重的耦合特性，不利于分散独立运行，难以满足独立优化运行控制的需求。
技术实现思路
1、本申请提供了一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法及装置，用于解决现有的多有源桥直流变压器无法满足独立优化运行控制的需求的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，包括：
3、根据多有源桥直流变压器的结构信息，构建所述多有源桥直流变压器的等效电路拓扑模型和子模块端口动态方程；
4、基于所述多有源桥直流变压器的pi双环控制，确定所述多有源桥直流变压器的第一子模块端口电流，其中，所述第一子模块端口电流为滤波前的子模块端口电流的峰值；
5、采集所述多有源桥直流变压器的实际子模块端口电流，将所述实际子模块端口电流与所述第一子模块端口电流构建下垂控制，并将所述下垂控制引入到所述pi双环控制中的电流环控制中，以使得所述电流环控制基于电流参考值与下垂控制输出
6、优选地，等效电路拓扑模型具体包括：星形等效电路拓扑模型和/或三角等效电路拓扑模型。
7、优选地，根据多有源桥直流变压器的结构信息，构建所述多有源桥直流变压器的等效电路拓扑模型具体包括：
8、根据多有源桥直流变压器的结构信息，确定所述多有源桥直流变压器的高频侧的电感电流关系式；
9、基于所述多有源桥直流变压器的周期性对称开关切换模式，将所述多有源桥直流变压器的各子模块的直流电压等效为高频交流方波，再结合多有源桥直流变压器中各子模块的漏感关系，得到所述多有源桥直流变压器的拓扑等效为星形等效电路拓扑模型和/或三角等效电路拓扑模型。
10、优选地，所述子模块端口动态方程具体为：
11、
12、式中，vac为交流母线电压，idci为滤波后的子模块端口电流，i'dci为滤波前的子模块端口电流，ci为直流电容，li为谐振电感，i为多有源桥直流变压器的子模块端口的序号，nis为多有源桥直流变压器中第i个模块高频变压器副边侧绕组的匝数，nip为多有源桥直流变压器中第i个模块高频变压器原边侧绕组的匝数，di是第i个模块的移相角，f是开关频率。
13、优选地，所述下垂控制的表达式为：
14、idci-k×i′dci
15、式中，idci为实际子模块端口电流，i'dci为所述第一子模块端口电流，k为下垂控制系数。
16、本申请第二方面提供了一种多有源桥直流变压器的均衡控制装置，包括：
17、变压器结构信息处理单元，用于根据多有源桥直流变压器的结构信息，构建所述多有源桥直流变压器的等效电路拓扑模型和子模块端口动态方程；
18、第一子模块端口电流确定单元，用于基于所述多有源桥直流变压器的pi双环控制，确定所述多有源桥直流变压器的第一子模块端口电流，其中，所述第一子模块端口电流为滤波前的子模块端口电流的峰值；
19、下垂控制处理单元，用于采集所述多有源桥直流变压器的实际子模块端口电流，将所述实际子模块端口电流与所述第一子模块端口电流构建下垂控制，并将所述下垂控制引入到所述pi双环控制中的电流环控制中，以使得所述电流环控制基于电流参考值与下垂控制输出值之差，得到多有源桥直流变压器的控制量。
20、优选地，等效电路拓扑模型具体包括：星形等效电路拓扑模型和/或三角等效电路拓扑模型。
21、优选地，所述变压器结构信息处理单元中的根据多有源桥直流变压器的结构信息，构建所述多有源桥直流变压器的等效电路拓扑模型具体包括：
22、根据多有源桥直流变压器的结构信息，确定所述多有源桥直流变压器的高频侧的电感电流关系式；
23、基于所述多有源桥直流变压器的周期性对称开关切换模式，将所述多有源桥直流变压器的各子模块的直流电压等效为高频交流方波，再结合多有源桥直流变压器中各子模块的漏感关系，得到所述多有源桥直流变压器的拓扑等效为星形等效电路拓扑模型和/或三角等效电路拓扑模型。
24、优选地，所述子模块端口动态方程具体为：
25、
26、式中，vac为交流母线电压，idci为滤波后的子模块端口电流，i'dci为滤波前的子模块端口电流，ci为直流电容，li为谐振电感，i为多有源桥直流变压器的子模块端口的序号，nis为多有源桥直流变压器中第i个模块高频变压器副边侧绕组的匝数，nip为多有源桥直流变压器中第i个模块高频变压器原边侧绕组的匝数，di是第i个模块的移相角，f是开关频率。
27、优选地，所述下垂控制的表达式为：
28、idci-k×i′dci
29、式中，idci为实际子模块端口电流，i'dci为所述第一子模块端口电流，k为下垂控制系数。
30、从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
31、本申请提供的技术方案采用了从模块交流电流和端口直流电流适配的角度出发引入高频交流峰值电流和自适应下垂控制，补偿功率耦合特性的方式，在常规的多有源桥直流变压器pi双环控制的框架下，引入直流端口电流，与滤波前的直流电流峰值构建下垂控制，使其能够在滤波后的直流端口电流附近波动，并实现适配，减小电流峰值和环流，从而降低多有源桥直流变压器各模块的不均衡程度，使其能够与直流端口的负载/电源电流相适配，提高各模块独立分散运行的稳定性。
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1.一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，其特征在于，等效电路拓扑模型具体包括：星形等效电路拓扑模型和/或三角等效电路拓扑模型。
3.根据权利要求2所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，其特征在于，根据多有源桥直流变压器的结构信息，构建所述多有源桥直流变压器的等效电路拓扑模型具体包括：
4.根据权利要求2所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，其特征在于，所述子模块端口动态方程具体为：
5.根据权利要求1所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，其特征在于，所述下垂控制的表达式为：
6.一种多有源桥直流变压器的均衡控制装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制装置，其特征在于，等效电路拓扑模型具体包括：星形等效电路拓扑模型和/或三角等效电路拓扑模型。
8.根据权利要求7所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制装置，其特征在于，所述变压器结构信息处理单元中的根据多有源桥
9.根据权利要求7所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制装置，其特征在于，所述子模块端口动态方程具体为：
10.根据权利要求6所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制装置，其特征在于，所述下垂控制的表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，其特征在于，等效电路拓扑模型具体包括：星形等效电路拓扑模型和/或三角等效电路拓扑模型。
3.根据权利要求2所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，其特征在于，根据多有源桥直流变压器的结构信息，构建所述多有源桥直流变压器的等效电路拓扑模型具体包括：
4.根据权利要求2所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，其特征在于，所述子模块端口动态方程具体为：
5.根据权利要求1所述的一种多有源桥直流变压器的均衡控制方法，其特征在于，所述下垂控制的表达式为：
6.一种多...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏远，陈勇，陈建福，杨锐雄，程旭，李建标，裴星宇，邹国惠，李振聪，张帆，刘尧，魏焱，刘振国，曹彦朝，廖鹏，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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