電力電子變壓器的控制方法及電路的製作方法

2023-04-29 23:48:01

電力電子變壓器的控制方法及電路的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種電力電子變壓器的控制方法及電路，該方法包括：步驟S1，獲取高壓電網的諧波電流和無功電流之和ic；步驟S2，獲取有功電流Δis；步驟S3，計算ic與Δis的疊加電流步驟S4，根據以及輸入電流採樣值is對輸入級整流器進行閉環控制。本發明中，將獲取的有功電流疊加高壓電網的諧波電流和無功電流之後再與線路電流比較，這樣閉環控制過程中，能夠進行諧波電流和無功電流的補償，實現對高壓電網側的電能質量的調節。
【專利說明】 電力電子變壓器的控制方法及電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力【技術領域】，尤其涉及一種電力電子變壓器的控制方法及電路。
【背景技術】
[0002]電能是廣泛應用於工業和人們日常生活中的一種基礎能源。近年來，隨著我國工業化的迅速發展，變速傳動和電力電子設備在工業中大量增加的使用，以及電力系統大量增加使用電力電容器，使得電能質量和諧波問題越來越受到關注。非線性、衝擊性等負荷不僅引起了電壓波動、無功功率增加和三相不平衡等危害，還給電網中注入大量的諧波，這給電網帶來額外負擔同時，嚴重影響電力系統供電質量。一方面由於無功補償調節不力而使得電網電壓偏高或偏低，導致電壓幅值達不到電能質量要求。另一方面電力電子裝置等負荷的非線性使得電網電壓、電流產生畸變，諧波在電網中的含量不斷上升，造成了對電力系統安全以及穩定的潛在危害，很大的影響到周邊的電氣環境，是電網的一大公害。
[0003]目前，實際應用中用於諧波治理和無功補償的裝置主要是採用無源電力濾波器(PF)，即用電容和電感構成的LC濾波器，靜止無功發生器(SVG)，靜止同步補償器(STATC0M),有源電力濾波器(APF)。但這些裝置一般運用於低壓配電網中。而在6Kv、10kV和35kV等高壓配電網中集中治理諧波償無功的方式較少，主要原因是考慮到電力電子開關器件的耐壓程度和容量限制，在高壓配電網同時實現治理諧波電流和補償無功功率具有一定難度。
[0004]電力電子變壓器(PET)由電力電子轉換器組成，能替代傳統的油變壓器。它不但具有傳統變壓器的功能，而且還具有傳統變壓器所不具備的功能，如故障隔離、分布式電源的接入等功能。並且電力電子變壓器還具有體積小、重量輕、無環境汙染等優點，比傳統變壓器更具競爭優勢和市場。但是現有技術中沒有能夠調節電網側的電能質量的電力電子變壓器的控制方法。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種電力電子變壓器的控制方法及其實現電路，以實現電網側的電能質量的調節。
[0006]為了達到上述目的，本發明提供了電力電子變壓器的控制方法，包括:
[0007]步驟SI，獲取高壓電網的諧波電流和無功電流之和i。；
[0008]步驟S2，獲取有功電流Λ is ；
[0009]步驟S3，計算ic與Λ is的疊加電U:
[0010]步驟S4，根據f:以及輸入電流採樣值is對輸入級整流器進行閉環控制。
[0011]優選的，所述步驟SI包括:
[0012]步驟SI I,根據單相電網瞬時電流id構造成三相電流；
[0013]步驟S12,通過abc-pq變換得到α、β兩相瞬時電流ia和ie ；[0014]步驟S13，通過PLL鎖相環得到瞬時電壓es的相位；
[0015]步驟S14，通過正弦餘弦發生電路得到與es同相的正弦信號
【權利要求】
1.一種電力電子變壓器的控制方法,其特徵在於,包括: 步驟Si，獲取高壓電網的諧波電流和無功電流之和i。； 步驟S2，獲取有功電流Ais ； 步驟S3,計算i。與Ais的疊加電流.S ， 步驟S4，根據< 以及輸入電流採樣值is對輸入級整流器進行閉環控制。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟SI包括: 步驟S11，根據單相電網瞬時電流id構造成三相電流； 步驟S12,通過abc-pq變換得到α、β兩相瞬時電流ia和ie ； 步驟S13，通過PLL鎖相環得到瞬時電壓es的相位； 步驟S14，通過正弦餘弦發生電路得到與es同相的正弦信號
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟S2具體包括: 步驟S21，計算實際的直流母線電壓和給定電壓的差值； 步驟S22，將步驟S21得到的差值輸入到PI控制器； 步驟S23，將PI控制器的輸出結果作為Ais。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括: 步驟S5，獲取低壓側輸出直流電壓Vld。； 步驟S6，根據所述Vld。調整原副方調製信號的移相角差dd。。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括: 步驟S7，獲取電力電子變壓器的輸出電壓的幅值電壓； 步驟S8，根據所述幅值電壓對所述電力電子變壓器的輸出級電路進行閉環控制。
6.一種電力電子變壓器的控制電路，其特徵在於，包括: 第一採樣電路，用於獲取高壓電網的諧波電流和無功電流之和i。； 第二採樣電路，用於獲取有功電流Ais; 第一加法電路，用於計算i。與Ais的疊加電流/* 輸入級閉環控制電路，用於根據 < 以及輸入電流採樣值is對輸入級整流器進行閉環控制。
7.如權利要求6所述的控制電路，其特徵在於，所述第一採樣電路，具體包括:三相電流構造電路，用於根據單相電網瞬時電流id構造成三相電流；abc-pq變換器，與所述三相電流構造電路相連，用於對三相電流構造電路構造的三相電路進行abc-pq變換得到α、β兩相瞬時電流i α和i e ； PLL鎖相環，用於獲取瞬時電壓es的相位； 正弦餘弦發生電路，與所述PLL鎖相環相連，用於根據PLL鎖相環獲取的es相位得到與es同相的正弦信號！和滯後90°的餘弦信號 ee 第一乘法電路，分別與所述abc-pq變換器和正弦餘弦發生電路相連，用於計算正弦信號~與電流ia的乘積以及餘弦信號&與電流ie的乘積； ee 第二加法電路，與第一乘法電路相連，用於將正弦信號I與電流ia的乘積和餘弦信號i與電流ie的乘積相加； e LPF,與所述第二加法電路相連，用於對第二加法電路輸入的電流進行濾波； 第二乘法電路，分別與所述LPF和正弦餘弦發生電路相連，用於將LPF的輸出結果與&相乘，並將得到的乘積乘以Jf得到單相電路電流isp ;eV 3 第一減法電路，用於將單相電網瞬時電流id減去基波電流有功分量isp得到i。。
8.如權利要求6所述的控制電路，其特徵在於， 第二採樣電路，具體包括: 第二減法電路，用於計算實際的直流母線電壓和給定電壓的差值； PI控制器，與所述第一減法電路相連，用於對第一減法電路輸入的差值進行PI調節，得到Δ is0
9.如權利要求6所述的控制電路，其特徵在於，還包括:隔離級閉環控制電路，用於根據低壓側輸出直流電壓Vld。調整所述電力電子變壓器原副方調製信號的移相角差dd。。
10.如權利要求6所述的控制電路，其特徵在於，還包括: 輸出級閉環控制電路，用於根據所述電力電子變壓器的輸出電壓的幅值電壓對所述電力電子變壓器的輸出級電路進行閉環控制。
【文檔編號】H02J3/18GK103972891SQ201410135397
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】周柯, 王凱, 塗春鳴, 高立克, 劉路, 劉鵬, 趙堅, 劉維, 吳麗芳, 歐世鋒, 金慶忍, 吳劍豪 申請人:廣西電網公司電力科學研究院, 湖南大學