多绕组多端口变换器实验平台及其控制方法技术

技术编号：40962414 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-18 20:41

本发明专利技术提供一种多绕组多端口变换器实验平台及其控制方法，该多绕组多端口变换器实验平台中，根据多绕组多端口变换器端口的设计电压均相等，或者均不相等，或者部分相等的情况下，设置端口与相应的电压源或负载连接，在进行实验时，使与同一电压源或同一负载并联的端口的直流侧电流之和为电压源或负载所需输出电流；使所有电压源或负载的网侧电流有效值之和为电网网侧电流有效值，从而减少多绕组多端口变换器的硬件验证实验对电网及大功率电源或负载的依赖，减少实验过程中的电能消耗，降低场地要求和实现成本。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变换器，尤其涉及一种多绕组多端口变换器实验平台及其控制方法。

技术介绍

1、随着新能源发电及储能技术的发展，如图1所示的多绕组多端口变换器因具有高集成度、高功率调度自由度的特点得到越来越广泛的应用，并且应用端口数及单机容量也在不断提高(动辄达到百kw等级)。

2、然而，研制阶段样机硬件验证实验仍然存在开展困难的问题：首先，大功率实验对实验场地供电网要求较高，很多研发机构、企业可用供电网难以达到大容量实验要求；其次，大功率电源及负载价格昂贵，增加研发成本；此外，实验过程中产生大量电能消耗。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术实施例提供一种多绕组多端口变换器实验平台及其控制方法，以减少多绕组多端口变换器的硬件验证实验对电网及大功率电源/负载的依赖，减少实验过程中的电能消耗，降低场地要求和实现成本。

2、为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：

3、本专利技术实施例第一方面公开了一种多绕组多端口变换器实验平台，包括多绕组多端口变换器、电压源和/或负载；所述多绕组多端口变换器设置有多个端口；其中，

4、所述多绕组多端口变换器的端口的设计电压均相等，设计电压相等的端口在直流端通过一个电压源或负载并联；

5、或者，

6、所述多绕组多端口变换器的端口的设计电压均不相等，至少有一个所述端口在直流端连接一个双向电压源或负载，其余端口在直流端分别与相应的电压源或负载连接；

7、或者，

8、所述多绕组多端口变换器的部分端口的设计电压相等，设计电压相等的端口在直流端通过一个电压源或负载并联，其余电压不相等的端口在直流端分别与相应的电压源或负载连接；

9、其中，在进行实验时，使与同一电压源或同一负载并联的端口的直流侧电流之和为所述电压源或所述负载所需输出电流；使所有电压源或负载的网侧电流有效值之和为电网网侧电流有效值。

10、可选的，所述多绕组多端口变换器包括dc/ac模块、多绕组变压器和ac/dc模块；所述dc/ac模块和所述ac/dc模块设置有多个端口作为所述多绕组多端口变换器的端口；

11、所述dc/ac模块通过可控开关与所述多绕组变压器的原边绕组连接；

12、所述ac/dc模块通过可控开关与所述多绕组变压器的副边绕组连接。

13、可选的，所述dc/ac模块包括输入正极、输入负极和多组输出端，所述ac/dc模块包括多组输入端、第一输出端和第二输出端；其中，

14、所述dc/ac模块的输入正极与电压源或负载的正极连接，所述dc/ac模块的输入负极与电压源或负载的负极连接，所述dc/ac模块的每组输出端与所述多绕组变压器的一个原边绕组连接，且每组输出端中至少有一个输出端通过可控开关与原边绕组连接；

15、所述ac/dc模块的每组输入端与所述多绕组变压器的一个副边绕组连接，且每组输入端中至少有一个输入端通过可控开关与副边绕组连接；

16、所述ac/dc模块的第一输出端、第二输出端分别与电压源或负载的正极、负极连接。

17、可选的，所述ac/dc模块为多个ac/dc变换器构成的电路；其中，

18、每个所述ac/dc变换器的一个输入端通过可控开关与所述多绕组变压器的一个副边绕组连接，另一个输入端直接与所述副边绕组连接；

19、其中，输出电压相等的ac/dc变换器的两个输出端对应并联连接后，分别与电压源或负载的正极、负极连接。

20、可选的，所述dc/ac模块为多个dc/ac变换器构成的电路；其中，

21、每个所述dc/ac变换器的第一输入端与电压源或负载的正极连接，所述dc/ac变换器的第二输入端与电压源或负载的负极连接，每个所述dc/ac变换器的一个输出端通过可控开关与所述多绕组变压器的一个原边绕组连接，另一输出端直接与所述原边绕组连接；

22、其中输入电压相等的dc/ac变换器的两个输入端对应并联连接后，分别与电压源或负载的正极、负极连接。

23、可选的，所述dc/ac变换器及所述ac/dc变换器包括：半桥变换器、全桥变换器中的任意一种或多种。

24、可选的，所述可控开关为单刀单掷开关。

25、可选的，所述电压源包括单向电压源或双向电压源。

26、可选的，所述负载包括馈网电子型负载。

27、本专利技术实施例第二方面公开了一种多绕组多端口变换器实验平台的控制方法，应用于本专利技术实施例第一方面公开的多绕组多端口变换器实验平台，包括：

28、根据实验需求，确定在所述多绕组多端口变换器实验平台上构成的环流网络及所述环流网络的数量；

29、根据所述环流网络及所述环流网络的数量，按照通用变压器折算方式，确定多绕组多端口变换器中各个端口与电压源或负载的连接方式，以及电压源或负载的类型，得到相应的等效电路；

30、基于所述等效电路，确定所述电压源所需输出的电流，以及所述各个端口的电流，使与同一电压源或同一负载并联的端口的直流侧电流之和为所述电压源或所述负载所需输出电流，使所有电压源或负载的网侧电流有效值之和为电网网侧电流有效值。

31、可选的，所述根据所述环流网络及所述环流网络的数量，按照通用变压器折算方式，确定多绕组多端口变换器中各个端口与电压源或负载的连接方式，以及电压源或负载的类型，得到相应的等效电路，包括：

32、若所述环流网络的个数为两个或两个以上，确定多绕组多端口变换器中至少存在一个设计电压与其他端口不同的第一端口；

33、确定所述第一端口连接的电压源类型为双向电压源，或连接的负载类型为馈网电子型负载；

34、将所述第一的端口与双向电压源或馈网电子型负载连接，其他设计电压相等的端口通过一个电压源并联，形成相应的等效电路。

35、可选的，所述根据所述环流网络及所述环流网络的数量，按照通用变压器折算方式，确定多绕组多端口变换器中各个端口与电压源或负载的连接方式，以及电压源或负载的类型，得到相应的等效电路，包括：

36、若所述环流网络的个数为一个，确定多绕组多端口变换器中各个端口的设计电压均不相同；

37、确定所述各个端口分别连接的电压源类型为双向电压源；

38、将所述各个端口分别与双向电压源连接，形成相应的等效电路。

39、可选的，所述根据所述环流网络及所述环流网络的数量，按照通用变压器折算方式，确定多绕组多端口变换器中各个端口与电压源或负载的连接方式，以及电压源或负载的类型，得到相应的等效电路，包括：

40、若所述环流网络的个数为一个，确定多绕组多端口变换器中各个端口的设计电压均不相同；

41、确定至少存在一个第一端口连接的电压源类型为双向电压源，或连接的负载类型为馈网电子型负载；

42、将所述第一端口连接双向电压源，其他端口连接单向电压源本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，包括多绕组多端口变换器、电压源和/或负载；所述多绕组多端口变换器设置有多个端口；其中，

2.根据权利要求1所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述多绕组多端口变换器包括DC/AC模块、多绕组变压器和AC/DC模块；所述DC/AC模块和所述AC/DC模块设置有多个端口作为所述多绕组多端口变换器的端口；

3.根据权利要求2所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述DC/AC模块包括输入正极、输入负极和多组输出端，所述AC/DC模块包括多组输入端、第一输出端和第二输出端；其中，

4.根据权利要求2所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述AC/DC模块为多个AC/DC变换器构成的电路；其中，

5.根据权利要求2所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述DC/AC模块为多个DC/AC变换器构成的电路；其中，

6.根据权利要求3至5中任一项所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述DC/AC变换器及所述AC/DC变换器包括：半桥变换器、全桥变换器中的任意一种或多种。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述可控开关为单刀单掷开关。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述电压源包括单向电压源或双向电压源。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述负载包括馈网电子型负载。

10.一种多绕组多端口变换器实验平台的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至9中任一项所述的多绕组多端口变换器实验平台，包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述环流网络及所述环流网络的数量，按照通用变压器折算方式，确定多绕组多端口变换器中各个端口与电压源或负载的连接方式，以及电压源或负载的类型，得到相应的等效电路，包括：

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述环流网络及所述环流网络的数量，按照通用变压器折算方式，确定多绕组多端口变换器中各个端口与电压源或负载的连接方式，以及电压源或负载的类型，得到相应的等效电路，包括：

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述环流网络及所述环流网络的数量，按照通用变压器折算方式，确定多绕组多端口变换器中各个端口与电压源或负载的连接方式，以及电压源或负载的类型，得到相应的等效电路，包括：

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述环流网络及所述环流网络的数量，按照通用变压器折算方式，确定多绕组多端口变换器中各个端口与电压源或负载的连接方式，以及电压源或负载的类型，得到相应的等效电路，包括：

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【技术特征摘要】

1.一种多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，包括多绕组多端口变换器、电压源和/或负载；所述多绕组多端口变换器设置有多个端口；其中，

2.根据权利要求1所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述多绕组多端口变换器包括dc/ac模块、多绕组变压器和ac/dc模块；所述dc/ac模块和所述ac/dc模块设置有多个端口作为所述多绕组多端口变换器的端口；

3.根据权利要求2所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述dc/ac模块包括输入正极、输入负极和多组输出端，所述ac/dc模块包括多组输入端、第一输出端和第二输出端；其中，

4.根据权利要求2所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述ac/dc模块为多个ac/dc变换器构成的电路；其中，

5.根据权利要求2所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述dc/ac模块为多个dc/ac变换器构成的电路；其中，

6.根据权利要求3至5中任一项所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述dc/ac变换器及所述ac/dc变换器包括：半桥变换器、全桥变换器中的任意一种或多种。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述可控开关为单刀单掷开关。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的多绕组多端口变换器实验平台，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，周亮，刘威，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人