[发明专利]用于直流配网的电力电子变压器及其控制方法

权利要求书

1.一种用于直流配网的电力电子变压器，其特征在于，包含至少一个模组，每个模组包括在高压侧与低压侧之间依次连接的半桥模块和双向直流变换单元，其中，半桥模块的高压侧串联设有第一电感，半桥模块包括上臂支路和下臂支路，上臂支路和下臂支路连接，上臂支路中设置有上开关管，下臂支路中设置有下开关管，该下臂支路处于模组的高压侧；

双向直流变换单元包括依次连接的原边半导体换流单元、原边谐振网络、变压器、副边谐振网络和副边半导体换流单元；副边半导体换流单元处于模组的低压侧。

2.根据权利要求1所述的用于直流配网的电力电子变压器，其特征在于，由两个以上模组构成的电力电子变压器，其各模组的高压侧串联、低压侧并联。

3.根据权利要求1所述的用于直流配网的电力电子变压器，其特征在于，所述模组的高压侧的正负极之间连接有高压侧吸收回路；所述模组的低压侧连接有第二电感，所述模组的低压侧的正负极之间连接有低压侧吸收回路。

4.根据权利要求3所述的用于直流配网的电力电子变压器，其特征在于，所述高压侧吸收回路上串设有第一电阻、第一电容，所述低压侧吸收回路上串设有第二电阻、第二电容。

5.根据权利要求1所述的用于直流配网的电力电子变压器，其特征在于，所述模组的高压侧和/或低压侧的正负极上分别设置有并联的高压侧主接触器和高压侧软启动接触器。

6.一种如权利要求2所述的用于直流配网的电力电子变压器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

当电力电子变压器的高压侧和低压侧均连接直流电网时，各模组均进行以下电流环控制：将高压侧直流电流与高压侧直流电流指令值进行比较，比较得到的误差信号经过PI调节器输出调制波，根据该调制波与设定的移相载波比较，输出半桥模块的上、下开关管控制脉冲信号。

7.根据权利要求6所述的用于直流配网的电力电子变压器的控制方法，其特征在于，各模组进行对应所述电流环控制中的调制波是通过PI调节器的输出减去均压控制量得到的，该均压控制量通过以下均压控制得到：

将高压侧系统母线直流电压除以模组总数，得到均压环指令值，该均压环指令值与相应模组的电压作差比较，经过另一PI调节器输出所述均压控制量。

8.一种如权利要求2所述的用于直流配网的电力电子变压器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

当电力电子变压器的高压侧连接负载，低压侧连接直流电网时，各模组均采用高压侧直流电压与高压侧直流电压指令值进行比较，比较得到的误差信号经过PI调节器输出作为高压侧电流内环的电流指令值；

将高压侧直流电流与高压侧电流内环的电流指令值进行比较，比较得到的误差信号经过PI调节器输出调制波，根据该调制波与设定的移相载波比较，输出半桥模块的上、下开关管控制脉冲信号。

9.根据权利要求8所述的用于直流配网的电力电子变压器的控制方法，其特征在于，各模组进行对应电流内环控制输出的调制波是通过PI调节器的输出减去均压控制量得到的，该均压控制量通过以下均压控制得到：

将高压侧系统母线直流电压除以模组总数，得到均压环指令值，该均压环指令值与相应模组的电压作差比较，经过另一PI调节器输出所述均压控制量。

10.一种如权利要求2所述的用于直流配网的电力电子变压器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

当电力电子变压器的高压侧连接直流电网，低压侧连接负载时，将低压侧直流电压与低压侧直流电压指令值进行比较，比较得到的误差信号经过PI调节器输出作为高压侧电流内环的电流指令值；

将高压侧直流电流与高压侧电流内环的电流指令值进行比较，比较得到的误差信号经过PI调节器输出调制波，根据该调制波与设定的移相载波比较，输出半桥模块的上、下开关管控制脉冲信号。