一种隔离型变流器及其控制方法、装置与流程

专利2025-06-11  60


本技术涉及电力电子,具体涉及一种隔离型变流器及其控制方法、装置。


背景技术:

1、随着电力电子技术的发展以及电力系统需求的增长,需要能够方便地扩展系统容量,而单一变流器往往难以简单地扩展其功率输出,目前均通过模块化变流器并联技术增加系统的功率容量以满足电力系统的大功率需求,提高系统可靠性和可拓展性。上述的模块化变流器并联技术主要包括输入串联输出并联(isop)、输入串联输出串联(isos)、输入并联输出串联(ipos)、输入并联输出并联(ipop)方式,从而满足系统集成时的不同应用需求。现有技术中,采集输入并联输出并联方式的模块化变流器中并联电路大多采用dc/dc模块,而在实际运行中,由于系统负载分布不均匀或者某些模块工作条件不同,可能导致并联dc/dc模块之间的负载不均衡,从而增加交流器的工作负荷,导致交流器的使用寿命缩短。其中,dc/dc模块(direct current to direct current module)是一种电源转换模块,用于将直流(dc)电源转换为另一种直流电压、电流或功率水平。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,提出了本技术。本技术的实施例提供了一种隔离型变流器及其控制方法、装置,解决了现有技术中由于系统负载分布不均匀或者某些模块工作条件不同,可能导致并联dc/dc模块之间的负载不均衡,从而增加交流器的工作负荷的问题。

2、根据本技术的一个方面,提供了一种隔离型变流器的控制方法,包括:

3、获取每个第一转换模块的输出功率;其中,每个第一转换模块表示将交流电转换为直流电;

4、若多个第一转换模块中存在有第一目标转换模块与其他第一转换模块的输出功率不相等,则获取所述第一目标转换模块的输出电压以及所述第一目标转换模块的占空比;

5、根据所述第一目标转换模块的输出电压以及所述第一目标转换模块的占空比,调节所述第一目标转换模块的输出功率,以使所述第一目标转换模块的输出功率与所述其他第一转换模块的输出功率相等。

6、在一实施例中,所述根据所述第一目标转换模块的输出电压以及所述第一目标转换模块的占空比,调节所述第一目标转换模块的输出功率包括:

7、获取与所述第一目标转换模块电性连接的电网模块的输入电网电压;

8、调节所述输入电网电压的相位与dq坐标系中的d轴的相位相同并获取所述第一目标转换模块的输入电流的q轴分量;

9、获取所述第一目标转换模块的输出电压;

10、根据所述输入电网电压以及所述输出电压,计算所述第一目标转换模块的占空比的d轴分量;

11、获取所述第一目标转换模块的输入电流;

12、根据所述输出电压、所述输入电流以及所述输入电流的q轴分量,计算所述第一目标转换模块的占空比的q轴分量;

13、根据公共占空比以及所述第一目标转换模块的占空比的q轴分量,调制所述第一目标转换模块的输出电压;

14、根据所述输入电流、所述第一转换模块的占空比的d轴分量以及所述第一转换模块的占空比的q轴分量,计算所述第一目标转换模块的输出电流;

15、根据调制后的输出电压以及所述第一目标转换模块的输出电流,计算所述第一目标转换模块的输出功率。

16、在一实施例中,所述根据公共占空比以及所述第一目标转换模块的占空比的q轴分量,调制所述第一目标转换模块的输出电压包括:

17、获取所述公共占空比的q轴分量和d轴分量;

18、获取所述输入电网电压的调节后的相位;

19、根据所述公共占空比的q轴分量和d轴分量、所述输入电网电压的调节后的相位以及所述第一转换模块的占空比的q轴分量,生成所述第一目标转换模块的目标占空比;

20、根据所述目标占空比,调制所述第一目标转换模块的输出电压。

21、在一实施例中,所述根据所述目标占空比,调制所述第一目标转换模块的输出电压包括:

22、获取交错载波;

23、根据所述目标占空比与所述交错载波,生成模拟信号;其中,所述模拟信号为调制后的第一目标转换模块的输出电压。

24、在一实施例中,所述根据所述输出电压、所述输入电流以及所述输入电流的q轴分量,计算所述第一目标转换模块的占空比的q轴分量包括:

25、获取与所述第一转换模块电性连接的第一电感的电感值;其中,所述电网模块通过所述第一电感与所述第一转换模块电性连接;

26、根据所述输出电压、所述输入电流、所述输入电流的q轴分量以及所述第一电感的电感值,计算所述第一转换模块的占空比的q轴分量。

27、在一实施例中,隔离型变流器的控制方法还包括:

28、获取每个第二转换模块的输入功率;其中,每个第二转换模块用于将所述直流电转换为预设电压阈值的直流电;

29、若多个第二转换模块中存在有第二目标转换模块的输入功率与其他第二转换模块的输入功率不相等,则获取与所述第二目标转换模块电性连接的第二电感的电流值;

30、将所述第二电感的电流值输入至所述第二目标转换模块,以得到所述第二目标转换模块的输出电流;

31、根据所述第二目标转换模块的输出电流以及参考电流,生成目标移相占空比;

32、根据所述目标移相占空比,调节所述第二目标转换模块的输入电流和所述第二目标转换模块的输入电压,以使所述第二目标转换模块的输入功率与其他第二转换模块的输入功率相等。

33、根据本技术的另一个方面,提供了一种隔离型变流器的控制装置,包括:

34、功率获取模块,用于获取每个第一转换模块的输出功率;其中,每个第一转换模块表示将交流电转换为直流电;

35、占空比获取模块,用于若多个第一转换模块中存在有第一目标转换模块与其他第一转换模块的输出功率不相等,则获取所述第一目标转换模块的输出电压以及所述第一目标转换模块的占空比;

36、调节模块,用于根据所述第一目标转换模块的输出电压以及所述第一目标转换模块的占空比,调节所述第一目标转换模块的输出功率,以使所述第一目标转换模块的输出功率与所述其他第一转换模块的输出功率相等。

37、根据本技术的一个方面,提供了一种隔离型变流器,包括:电网模块、电阻以及多个隔离型单元,所述电网模块用于提供电网电压,每个隔离型单元包括:

38、第一串联支路,所述第一串联支路包括串联的第一电感、第一转换模块,所述第一串联支路与所述电网模块串联连接,所述第一转换模块用于将交流电转换为直流电;

39、并联支路,所述并联支路包括并联的电容、第二转换模块,所述并联支路与所述电阻并联,所述并联支路的输入端与所述第一转换模块的输出端电性连接,所述并联支路的输出端与所述第一转换模块的输入端电性连接,所述第二转换模块用于将所述直流电转换为预设电压值的直流电。

40、在一实施例中,所述第一转换模块包括:

41、第二串联支路,所述第二串联支路包括第一绝缘栅双极型晶体管和与所述第一绝缘栅双极型晶体管串联的第二绝缘栅双极型晶体管;

42、第三串联支路,所述第三串联支路包括第三绝缘栅双极型晶体管和与所述第三绝缘栅双极型晶体管串联的第四绝缘栅双极型晶体管;

43、其中,所述第一电感的输出端与所述第一串联支路电性连接,所述电网模块的输入端与所述第二串联支路电性连接。

44、在一实施例中,所述第二转换模块包括:

45、第四串联支路,所述第四串联支路包括第五绝缘栅双极型晶体管和与所述d第五绝缘栅双极型晶体管串联的第六绝缘栅双极型晶体管;

46、第五串联支路,所述第五串联支路包括第七绝缘栅双极型晶体管和与所述第七绝缘栅双极型晶体管串联的第八绝缘栅双极型晶体管;

47、第六串联支路,所述第六串联支路包括第九绝缘栅双极型晶体管和与所述第九绝缘栅双极型晶体管串联的第十绝缘栅双极型晶体管;

48、第七串联支路,所述第七串联支路包括第十一绝缘栅双极型晶体管和与所述第十一绝缘栅双极型晶体管串联的第十二绝缘栅双极型晶体管;

49、第二电感,所述第二电感的输入端与所述第四串联支路电性连接;

50、互感器,所述互感器的第一输入端与所述第二电感的输出端电性连接,所述互感器的第一输出端与所述第五串联支路电性连接,所述互感器的第二输入端与所述第六串联支路电性连接,所述互感器的第二输出端与所述第七串联支路电性连接。

51、本技术提供的隔离型变流器及其控制方法、装置,包括:获取每个第一转换模块的输出功率,其中,每个第一转换模块表示将交流电转换为直流电,若多个第一转换模块中存在有第一目标转换模块与其他第一转换模块的输出功率不相等,则获取第一目标转换模块的输出电压以及第一目标转换模块的占空比,根据第一目标转换模块的输出电压以及第一目标转换模块的占空比,调节第一目标转换模块的输出功率,以使第一目标转换模块的输出功率与其他第一转换模块的输出功率相等。通过调整与其他第一转换模块的输出功率不相等的第一目标转换模块的输出功率,从而使第一目标转换模块的输出功率与其他第一转换模块的输出功率相等,那么每个dc/dc模块的输入电压、输入电流相等,保证每个dc/dc模块的输出功率相等,从而使交流器的输出功率平衡。

52、附图说明

53、通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述,本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本技术实施例一起用于解释本技术,并不构成对本技术的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

54、图1是本技术一示例性实施例提供的隔离型变流器的结构示意图。

55、图2是本技术一示例性实施例提供的隔离型单元的结构示意图。

56、图3是本技术一示例性实施例提供的隔离型变流器的控制方法的流程示意图。

57、图4是本技术一示例性实施例提供的电压平衡策略的流程图。

58、图5是本技术一示例性实施例提供的功率平衡控制策略的电路图。

59、图6是本技术一示例性实施例提供的隔离型变流器的控制装置的结构示意图。

60、图7是本技术另一示例性实施例提供的隔离型变流器的控制装置的结构示意图。

61、图8是本技术一示例性实施例提供的电子设备的结构图。


技术特征:

1.一种隔离型变流器的控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的隔离型变流器的控制方法,其特征在于,所述根据所述第一目标转换模块的输出电压以及所述第一目标转换模块的占空比,调节所述第一目标转换模块的输出功率包括:

3.根据权利要求2所述的隔离型变流器的控制方法,其特征在于,所述根据公共占空比以及所述第一目标转换模块的占空比的q轴分量,调制所述第一目标转换模块的输出电压包括:

4.根据权利要求3所述的隔离型变流器的控制方法,其特征在于,所述根据所述目标占空比,调制所述第一目标转换模块的输出电压包括:

5.根据权利要求2所述的隔离型变流器的控制方法,其特征在于,所述根据所述输出电压、所述输入电流以及所述输入电流的q轴分量,计算所述第一目标转换模块的占空比的q轴分量包括:

6.根据权利要求1所述的隔离型变流器的控制方法,其特征在于,还包括:

7.一种隔离型变流器的控制装置,其特征在于,包括:

8.一种隔离型变流器,其特征在于,包括:电网模块、电阻以及多个隔离型单元(20),所述电网模块用于提供电网电压,每个隔离型单元(20)包括:

9.根据权利要求8所述的隔离型变流器,其特征在于,所述第一转换模块(211)包括:

10.根据权利要求8所述的隔离型变流器,其特征在于,所述第二转换模块(221)包括:


技术总结
本申请提供的隔离型变流器及其控制方法、装置,包括:获取每个第一转换模块的输出功率,其中,每个第一转换模块表示将交流电转换为直流电,若多个第一转换模块中存在有第一目标转换模块与其他第一转换模块的输出功率不相等,则获取第一目标转换模块的输出电压以及第一目标转换模块的占空比,根据第一目标转换模块的输出电压以及第一目标转换模块的占空比,调节第一目标转换模块的输出功率,以使第一目标转换模块的输出功率与其他第一转换模块的输出功率相等。通过调整与其他第一转换模块的输出功率不相等的第一目标转换模块的输出功率,从而使第一目标转换模块的输出功率与其他第一转换模块的输出功率相等,进而使交流器的输出功率平衡。

技术研发人员:裴兴,赵军愉,王胜楠,马秣然,董旭亮,赵海东,曹爽,侯星雨,刘晶
受保护的技术使用者:国网河北省电力有限公司保定供电分公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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