【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流输电，尤其涉及直流变压器及其控制方法。
技术介绍
1、随着新型电力系统建设的持续推进，直流输电技术将在大规模清洁能源超远距离、跨区域、大容量传输，电网柔性分区，深远海上风电高效送出等方面发挥重要作用。基于直流汇集-直流送出的新能源全直流技术仅需维持直流电压稳定即可实现系统稳定，具有控制目标单一、响应速度快、效率和功率密度高等优点，而且不存在电压/无功问题和同步稳定问题，在大规模新能源广域汇集远距离送出场景下极具竞争力。直流变压器在直流汇集-直流送出中扮演着不可或缺的角色，是风电机组与电网之间连接的关键设备之一。同时，直流变压器的性能和质量也直接影响到整个风电场的运行效率和经济效益。
2、直流变压器根据是否具有隔离性可以分为隔离型直流变压器和非隔离型直流变压器两大类。隔离型直流变压器一般通过“直-交-直”两次变换来实现电压的变换，中间交流环节采用交流变压器进行连接，因此可以实现高变比的升压，而且具有较好的故障隔性能。但隔离型直流变压存在的成本高、效率低、体积大、重量重的缺点。非隔离型直流变压器省去了交流变压器的使用，成本更低、占地面积更小、整体效率更高，仅需要单次变换即可实现电压的升压。但现有的非隔离型直流变压器所使用的控制策略复杂，难以实现，导致直流变压器实用性低。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种直流变压器及其控制方法，解决了现有的非隔离型直流变压器所使用的控制策略复杂，难以实现，导致直流变压器实用性低的技术问题。
2、本专利技术提
3、所述正极模块包括用于转移能量的正极谐振支路、用于控制所述正极谐振支路充放电的正极开关对和用于支撑输出电压的正极直流电容；
4、所述负极模块包括用于转移能量的负极谐振支路、用于控制所述负极谐振支路充放电的负极开关对和用于支撑输出电压的负极直流电容。
5、可选地，所述正极开关对中的正极左开关和所述负极开关对中的负极左开关串联，所述正极谐振支路与所述负极谐振支路串联，所述正极直流电容与所述负极直流电容串联。
6、可选地，所述正极开关对包括所述正极左开关、正极右开关和正极二极管；
7、所述正极二极管的两端分别与所述正极左开关和所述正极谐振支路连接；
8、所述正极右开关的两端分别与所述正极谐振支路和所述正极直流电容连接。
9、可选地，所述负极开关对包括所述负极左开关、负极右开关和负极二极管；
10、所述负极二极管的两端分别与所述负极左开关和所述负极谐振支路连接；
11、所述负极右开关的两端分别与所述负极谐振支路和所述负极直流电容连接。
12、可选地，所述正极开关对和所述负极开关对按照占空比50％互补导通。
13、本专利技术还提供了一种直流变压器控制方法，应用于上述任一直流变压器，所述直流变压器包括多个级联的电压转换单元，所述方法包括：
14、获取所述直流变压器中各所述电压转换单元的状态数据，分别按照所述状态数据对所述电压转换单元进行状态初始化，生成初始化电压转换单元；
15、当接收到负极开关触发信号时，将所述初始化电压转换单元对应的负极开关对设置为导通状态，生成第一模态数据；
16、当所述第一模态数据为第一预设衰减数据时，将所述负极开关对设置为关断状态，正极谐振支路和负极谐振支路的电压和电流值保持不变，正极直流电容和负极直流电容向负载提供能量，生成第二模态数据；
17、当接收到所述第二模态数据对应的正极开关触发信号时，将所述初始化电压转换单元对应的正极开关对设置为导通状态，生成第三模态数据；
18、当所述第三模态数据为第二预设衰减数据时，将所述正极开关对设置为关断状态，所述正极谐振支路和所述负极谐振支路的电压和电流值保持不变，所述正极直流电容和所述负极直流电容向负载提供能量，生成第四模态数据。
19、可选地，所述负极开关对包括负极左开关和负极右开关；所述直流变压器还包括正极二极管；所述将所述初始化电压转换单元对应的负极开关对设置为导通状态，生成第一模态数据的步骤，包括：
20、将所述负极左开关设置为导通状态，所述负极左开关、所述正极谐振支路、所述正极二极管和输入侧形成正极谐振回路，得到第一正极谐振回路数据；
21、将所述负极右开关设置为导通状态，所述负极右开关、所述负极谐振支路和所述负极直流电容形成负极谐振回路，得到第一负极谐振回路数据；
22、采用所述第一正极谐振回路数据和所述第一负极谐振回路数据，构建第一模态数据。
23、可选地，所述第一正极谐振回路数据包括第一谐振电流变化数据和第一谐振电容电压变化数据；
24、所述第一谐振电流变化数据对应的电流变化表达式为：
25、
26、其中，i1rp(t)为t时刻的第一谐振电流；u1crp(t0)为t0时刻的第一谐振电容电压；ωr为谐振角频率，且lr为谐振支路电感，cr为谐振支路电容，正极谐振支路和负极谐振支路的谐振支路电感和谐振支路电容大小一致；vin为输入侧电压；
27、所述第一谐振电容电压变化数据对应的电容电压变化表达式为：
28、u1crp(t)＝vin+(vin-u1crp(t0))cos(ωrt(t-t0))；
29、其中，u1crp(t)为t时刻的第一谐振电容电压；u1crp(t0)为t0时刻的第一谐振电容电压；ωr为谐振角频率，且lr为谐振支路电感，cr为谐振支路电容，正极谐振支路和负极谐振支路的谐振支路电感和谐振支路电容大小一致；vin为输入侧电压；
30、所述第一负极谐振回路数据包括第二谐振电流变化数据和第二谐振电容电压变化数据；
31、所述第二谐振电流变化数据对应的电流变化表达式为：
32、
33、其中，i2rn(t)为t时刻的第二谐振电流；u2crn(t0)为t0时刻的第二谐振电容电压；ωr为谐振角频率，且lr为谐振支路电感，cr为谐振支路电容，正极谐振支路和负极谐振支路的谐振支路电感和谐振支路电容大小一致；vin为输入侧电压；
34、所述第二谐振电容电压变化数据对应的电容电压变化表达式为：
35、u2crn(t)＝vin+(u2crn(t2)-vin)cos(ωr(t-to)))；
36、其中，u2crn(t)为t时刻的第二谐振电容电压；u2crn(t2)为t2时刻的第二谐振电容电压；ωr为谐振角频率，且lr为谐振支路电感，cr为谐振支路电容，正极谐振支路和负极谐振支路的谐振支路电感和谐振支路电容大小一致；vin为输入侧电压。
37、可选地，所述正极开关对包括正极左开关和正极右开关；所述直流变压器还包括负极二极管；所述将所述初始化电压转换单元对应的正极开关对设置为导通状态，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种直流变压器，其特征在于，包括：多个级联的电压转换单元，所述电压转换单元包括对称设置的正极模块和负极模块；
2.根据权利要求1所述的直流变压器，其特征在于，所述正极开关对中的正极左开关和所述负极开关对中的负极左开关串联，所述正极谐振支路与所述负极谐振支路串联，所述正极直流电容与所述负极直流电容串联。
3.根据权利要求2所述的直流变压器，其特征在于，所述正极开关对包括所述正极左开关、正极右开关和正极二极管；
4.根据权利要求2所述的直流变压器，其特征在于，所述负极开关对包括所述负极左开关、负极右开关和负极二极管；
5.根据权利要求1所述的直流变压器，其特征在于，所述正极开关对和所述负极开关对按照占空比50％互补导通。
6.一种直流变压器控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至5任一所述的直流变压器，所述直流变压器包括多个级联的电压转换单元，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的直流变压器控制方法，其特征在于，所述负极开关对包括负极左开关和负极右开关；所述直流变压器还包括正极二极管；所述将所述初始化电压转
8.根据权利要求7所述的直流变压器控制方法，其特征在于，所述第一正极谐振回路数据包括第一谐振电流变化数据和第一谐振电容电压变化数据；
9.根据权利要求6所述的直流变压器控制方法，其特征在于，所述正极开关对包括正极左开关和正极右开关；所述直流变压器还包括负极二极管；所述将所述初始化电压转换单元对应的正极开关对设置为导通状态，生成第三模态数据的步骤，包括：
10.根据权利要求9所述的直流变压器控制方法，其特征在于，所述第二正极谐振回路数据包括第三谐振电流变化数据和第三谐振电容电压变化数据；
...【技术特征摘要】
1.一种直流变压器，其特征在于，包括：多个级联的电压转换单元，所述电压转换单元包括对称设置的正极模块和负极模块；
2.根据权利要求1所述的直流变压器，其特征在于，所述正极开关对中的正极左开关和所述负极开关对中的负极左开关串联，所述正极谐振支路与所述负极谐振支路串联，所述正极直流电容与所述负极直流电容串联。
3.根据权利要求2所述的直流变压器，其特征在于，所述正极开关对包括所述正极左开关、正极右开关和正极二极管；
4.根据权利要求2所述的直流变压器，其特征在于，所述负极开关对包括所述负极左开关、负极右开关和负极二极管；
5.根据权利要求1所述的直流变压器，其特征在于，所述正极开关对和所述负极开关对按照占空比50％互补导通。
6.一种直流变压器控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至5任一所述的直流变压器，所述直流变压器包括多个级...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳菁鹏，苏明章，安然然，蔡海青，张子涵，李自帅，杨仁炘，施刚，伍文聪，陈智豪，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。