[发明专利]海上风电场直流输电谐振型直流变流器拓扑结构和控制方法

权利要求书

1.海上风电场直流输电谐振型直流变流器拓扑结构，包括若干个谐振直流变流器模块、输入侧直流母线和输出侧直流母线，所有所述谐振直流变流器模块的输入侧并联，并与所述输入侧直流母线相连；所有所述谐振直流变流器模块的输出侧也并联，并与所述输出侧直流母线相连；所述输出侧直流母线相连与直流电网相连；

所述谐振直流变流器模块包括逆变器和升压器；所述逆变器的一端与所述低压侧直流母线相连，另一端与所述升压器相连；所述升压器包括三个升压模块：第一升压模块、第二升压模块、第三升压模块；所述三个升压模块采用输入并联、输出串联结构，即所述三个升压模块的输入侧并联，所述第一升压模块的输出侧正极与所述输出侧直流母线的正极相连，其负极与所述第二升压模块的输出侧正极相连；所述第二升压模块的输出侧负极与所述第三升压模块的输出侧正极相连，所述第三升压模块的输出侧负极与所述输出侧直流母线的负极相连；

所述逆变器为全桥逆变电路，包括四个开关管及其对应的四个反并联二极管；其作用是：将所述输入侧直流母线的电压逆变为高频方波，控制电压增益和谐振电流；

所述升压模块由谐振电路、高频变压器及倍压整流电路组成；所述谐振电路的一端与所述逆变器的输出相连，另一端与所述高频变压器的初级线圈相连；所述高频变压器的次级线圈与所述倍压整流电路相连；

所述谐振电路包括谐振电容、谐振电感和励磁电感；所述谐振电容的一端与所述逆变器的输出侧一端相连，另一端与所述谐振电感相连；所述谐振电感的另一端分别与所述励磁电感和所述高频变压器的初级线圈的一端相连；所述励磁电感的另一端与所述高频变压器的初级线圈的另一端相连，两者的连接点与所述逆变器的输出侧的另一端相连；

所述倍压整流电路包括两个整流二极管和两个输出电容；所述两个整流二极管为串联连接，两者连接点与所述高频变压器的次级线圈的一端相连；所述两个输出电容亦为串联连接，两者连接点与所述高频变压器的次级线圈的另一端相连。

2.一种如权利要求1所述的海上风电场直流输电谐振型直流变流器的控制方法，其特征在于：采用如下步骤：

步骤1，将所述输入侧直流母线的电压参考值V_iref减去其实际值V_i，经PI控制器，得到所述逆变器的输出电流参考值i_ref，控制低压侧直流母线电压稳定；

步骤2，将所述逆变器的输出电流参考值i_ref除以3，作为每个所述升压模块的谐振电流参考值i_Lr-ref；

步骤3，将所述升压模块的谐振电流参考值i_Lr-ref分别减去每个所述升压模块的谐振电流实际值i_Lrj，分别通过低通滤波器滤波，得到每个所述升压模块的谐振电流均流偏差值；

步骤4，将每个所述升压模块的谐振电流均流偏差值经各自的PI控制器后相加，经PI控制器，送入PWM模块；同时与频率为开关频率的三角波比较，产生所述逆变器的四个开关管的驱动信号，控制三个所述升压模块的谐振电流与所述输入侧直流母线的电压，实现谐振电流均流控制、所述输入侧直流母线的电压稳定控制及升压功能。