[发明专利]一种级联式电力电子变压器及其控制方法

权利要求书

1.一种级联式电力电子变压器控制方法，其特征在于，所述级联式电力电子变压器的每相包括n个变压器，每个变压器具有m个一次侧绕组和r个二次侧绕组，n≥2，m≥2，r≥1，每个一次侧绕组串接一个DC/AC变换器，每个二次侧绕组串接一个AC/DC变换器；n*m个所述DC/AC变换器的直流侧各经过一个前级变换器后串联构成所述级联式电力电子变压器的输入端口；所述级联式电力电子变压器具有一个或多个输出端口，每个所述输出端口都是通过从每个变压器的二次侧各选取至少一个AC/DC变换器，然后将这些AC/DC变换器的直流侧进行串并联构成；

所述级联式电力电子变压器控制方法包括：

计算得到第s个变压器的电角度θ_i1和θ_kps，以及第j个变压器的补偿电角度θ_j；s＝1、2、…、n；

其中，在同一变压器中，将其第i个一次侧绕组串接的DC/AC变换器简称为第i个一次侧变换器，将其第k个二次侧绕组串接的AC/DC变换器简称为第k个二次侧变换器，以其第一个一次侧变换器桥臂电压作为基准电压，将第i个一次侧变换器桥臂电压与所述基准电压之间的电角度记为θ_i1，i＝2、3、…、m，将第k个二次侧变换器桥臂电压与所述基准电压之间的电角度记为θ_kps，k＝1、2、…、r；同相的各个变压器对应的所述基准电压相等，三相同一位置上的变压器对应的所述基准电压之间互错2π/3电角度；将第j个变压器的一次侧变换器桥臂电压和二次侧变换器桥臂电压之间的补偿角度记为θ_j，j＝2、3、…、n；则：第s个变压器的第i个一次侧绕组对应的均衡控制电流环取第s个变压器的m个一次侧变换器的直流链电流之和除以m，作为电流给定，将其与第s个变压器的第i个一次侧变换器的直流链电流I_dcis相减后，通过第一调节器计算输出第s个变压器的电角度θ_i1；在通过调节电角度θ_1ps、θ_2ps、…、θ_rps实现同一输出端口下不同二次侧绕组之间功率均衡的前提下，第j个变压器对应的变压器均衡控制电流环取每相m*n个一次侧变换器直流链电流之和除以n，作为电流给定，与第j个变压器的m个一次侧变换器直流链电流之和相减后，通过第二调节器计算输出补偿电角度θ_j；

在第j个变压器的电角度θ_kps的基础上叠加补偿电角度θ_j，得到补偿后的第j个变压器的电角度θ_kps；

在补偿后，根据第s个变压器的电角度θ_i1以及电角度θ_kps计算得到第s个变压器的各一次侧、二次侧变换器的桥臂电压方波。

2.根据权利要求1所述的级联式电力电子变压器控制方法，其特征在于，所述在补偿后，根据第s个变压器的电角度θ_i1以及电角度θ_kps计算得到第s个变压器的各一次侧、二次侧变换器的桥臂电压方波，包括：

在补偿后，根据第s个变压器的电角度θ₁₁以及电角度θ_kps计算得到第s个变压器的第一个一次侧变换器的占空比D₁，以及根据第s个变压器的电角度θ_i1以及电角度θ_kps计算得到第s个变压器的第i个一次侧变换器的占空比D_i；θ₁₁表示第s个变压器的第1个一次侧变换器桥臂电压与自身之间的电角度，即为零；

根据第s个变压器的电角度θ₁₁和占空比D₁计算得到第s个变压器的第1个一次侧变换器的桥臂电压方波，根据第s个变压器的电角度θ_i1和占空比D_i计算得到第s个变压器的第i个一次侧变换器的桥臂电压方波，以及根据第s个变压器的补偿后的电角度θ_kps计算得到第s个变压器的第k个二次侧变换器的桥臂电压方波。