[发明专利]一种电力电子变压器能量流辨识方法、系统及设备

说明书

本发明公开了一种电力电子变压器能量流辨识方法，包括：获得中间环节的直流电压和直流电流；将直流电压与直流电流的乘积确定为能量流稳态量；根据直流电压的一次变化率和二次变化率、直流电流的一次变化率和二次变化率以及电力电子变压器的主电路参数确定能量流波动量；将能量流稳态量和能量流波动量的叠加量确定为目标能量流。应用本发明所提供的方法，能够准确地辨识出通过PET的能量流，提高供电系统的稳定性。本发明还提供了一种电力电子变压器能量流辨识系统及设备，具有相应技术效果。

技术领域

本发明涉及电力电子及电能变换技术领域，特别是涉及一种电力电子变压器能量流辨识方法、系统及设备。

背景技术

能量路由器作为开放式的能量载体，是一种可实现能量的多向流动并可对能量流进行主动控制的设备，有着变压、实时控制各端口电气量以及采集电网数据等诸多功能。PET(Power electronic transformer，电力电子变压器)具有电气隔离、功率主动控制以及提供多电压等级的交直流接口等功能，可作为能量路由器来使用，以应对电能的多向流动发展趋势。例如在图1中，将PET作为配电网、交流微网以及直流微网之间能量流动的中转站。

在现有技术中，通过检测出能量流以确定PET的工作状态，当能量流辨识不准时，可能会影响系统的稳定性，例如导致PET的各个环节无法及时准确地进行状态切换，导致能量在中间环节积累，进而引起中间环节的过压并导致供电系统故障，因此，能量流的准确辨识十分重要。能量流即功率流，受电路中的负载变化的影响，例如负载中新增一用电器件，能量流便随之改变。本申请中描述的中间环节即PET中的实现能量流正、反向控制的DC-DC环节。例如以常见的三相PET结构进行说明，可参阅图2，该三相PET为前级级联型PET。前级整流环节由输入的n个H桥串联构成，称为AC-DC环节，中间环节由高频变压器两侧的2n个H桥及其本身构成，称为DC-DC部分，输出级可以按需要进行DC-AC变换，在图2中未示出，例如输出级也可以由n个H桥组成的逆变器构成。

在进行能量流的检测时，通常是将中间环节的电压和电流的乘积确定为能量流，例如图2中通过低压直流汇流母线获取相应的数据。由于电压或电流的变化需要一定的延时，使得当能量流变化时，该变化并不是立刻就能从电流大小或电压大小上体现出来，也就是说，根据中间环节的电压和电流的乘积确定出的能量流并不准确。特别是在下级电网中同时包含用电设备、新能源发电装置以及储能装置等交直流混合电网的场合中，能量流的流向可能会频繁地变化，难以预测，更容易产生能量流辨识不准导致的系统过压等问题。

综上所述，如何准确地辨识出通过PET的能量流，以提高供电系统的稳定性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力电子变压器能量流辨识方法、系统及设备。以准确地辨识出通过PET的能量流，提高供电系统的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种电力电子变压器能量流辨识方法，该方法包括：

获得中间环节的直流电压和直流电流；

将所述直流电压与所述直流电流的乘积确定为能量流稳态量；

根据所述直流电压的一次变化率和二次变化率、所述直流电流的一次变化率和二次变化率以及电力电子变压器的主电路参数确定能量流波动量；

将所述能量流稳态量和所述能量流波动量的叠加量确定为目标能量流。

优选的，还包括：

当所述直流电压高于预设的第一阈值，且所述直流电压的一次变化率为正时，将所述中间环节的控制方式由正向切换为反向；

当所述直流电压低于预设的第二阈值，且所述直流电压的一次变化率为负时，将所述中间环节的控制方式由反向切换为正向；