[发明专利]一种基于独立相电流控制的电力电子变压器

权利要求书

1.一种基于独立相电流控制的电力电子变压器，其特征在于，包括：

外环控制系统，包括：公共直流侧电压测量端，用于测量公共直流侧电压V_dccom；参考值输入端，用于接收公共直流侧电压的参考值V_dccomref；PI控制器，用于计算电流参考值I_s作为独立相电流控制系统的输入信号，其中，所述电流参考值I_s＝k_pdc(V_dccomref-V_dccom)+k_idc∫(V_dccomref-V_dccom)dt，其中，k_pdc、k_idc分别为比例项系数和积分项系数；

锁相环控制系统，包括：电网侧测量端，用于测量所述电力电子变压器电网侧的三个等效线电压v_ab、v_bc、v_ca以及三个相电流，以获得虚拟中性点O以及各相电压所述锁相环控制系统用于对经过线相变换所获得的相电压进行独立锁相控制，将独立锁相控制后所得到的相位输出至所述独立相电流控制系统；

前馈导纳补偿控制系统，其设置有前馈导纳补偿增益所述前馈导纳补偿控制系统用于通过消去不期望的控制变量，实现平稳过零点启动并减小稳态误差，并输出前馈调制比d^*；其中，V_dci表示直流侧电压，n表示所述电力电子变压器前端级联H桥的模块数；

所述独立相电流控制系统，包括用于接收所述独立锁相控制后所得到的相位以及电流参考值I_s的输入端；所述独立相电流控制系统还包括有电流内环控制器G_i(s)；所述独立相电流控制系统先将所述锁相环控制系统计算获得的虚拟中性点O的电流i_abc0与线路电流i_abcL相减，获得电流偏差值i_r，而后利用所述电流内环控制器G_i(s)对所述电流偏差值i_r进行调制以获得调制比的偏差量d_r，随后将所述调制比的偏差量d_r与所述前馈导纳补偿控制系统所输出的前馈调制比d^*做差或求和，得到所述电力电子变压器前端级联H桥的调制比D_E，最后控制相电流响应为：i_x0＝G_id(s)D_E·nV_dci+G_iv(s)v_s；其中，i_x0表示任一相电流，其中，r、L分别表示网侧各相等效电阻和等效电感。

2.如权利要求1所述的基于独立相电流控制的电力电子变压器，其特征在于，所述独立相电流控制系统还包括零序电流修正单元，用于修正不平衡的三相电流为其中，表示零序电流修正量I_a、I_b、I_c分别为三相电流，I_a0、I_b0、I_c0分别为修正后的三相电流。

3.如权利要求1-2所述的基于独立相电流控制的电力电子变压器，其特征在于，所述前馈导纳补偿控制系统中，所述电流内环控制器，其增益其中，k_p表示增益系数；ω_c表示相电流角频率；k_r表示阻抗系数；ω₀表示中性点电流角频率。

4.如权利要求1-3所述的基于独立相电流控制的电力电子变压器，其特征在于，所述电流内环控制器G_i(s)采取带有选择性谐波补偿能力的比例谐振控制器。

5.如权利要求1-4所述的基于独立相电流控制的电力电子变压器，其特征在于，所述任一相等效电压为v_x0＝D_EnV_dci。