[发明专利]减小固态变压器三角形串联中压电流应力的零序电流算法

说明书

本发明公开了减小固态变压器三角形串联中压电流应力的零序电流算法，在中压级需要同时向电网输出正序电流与负序电流时，三个桥臂的电流应力是不均衡的，使得中压级输出电流的能力受到电流应力最大的桥臂的限制。本发明提出了一种零序电流控制算法，通过注入适当的零序电流来降低电流应力最大的桥臂的电流应力，从而提高变换器同时输出正序电流与负序电流的能力。

技术领域

本发明属于电力电子变换器技术领域，具体涉及减小固态变压器三角形串联中压电流应力的零序电流算法。

背景技术

电力电子变压器是一种用于代替传统工频变压器的新型的电力装置，能够实现工频变压器的基本功能：电压等级变换与电气隔离，将能量从中压配电网传输到低压配电网。

除了上述工频变压器的基本功能外，电力电子变压器的中压级还能够实现电能质量矫正的功能，具体功能之一包括对中压电网输出负序电流以改善中压电网的不平衡度。然而这一功能要求中压级同时产生正序电流与负序电流，这会导致三相桥臂的电流有效值(应力)不均衡，使得中压级输出电流的能力受到电流应力最大的桥臂的限制，限制了中压级的电流输出能力。

发明内容

本发明的目的在于为中压级采用三角形连接串联H桥电力电子变压器提供一种中压级零序电流控制算法，在中压级对电网同时输出正序电流与负序电流时，通过注入合适的零序电流，降低电流应力最大的桥臂的电流应力。

为达到上述目的，本发明所述减小固态变压器三角形串联中压电流应力的零序电流算法，包括以下步骤：

S1、将AB桥臂电流i_AB的正序与负序分量之和、BC桥臂电流i_BC的正序与负序分量之和，以及CA桥臂电流i_CA的正序与负序分量之和分别转换为x、y平面下的坐标；

S2、计算能够使AB桥臂、BC桥臂和CA桥臂的电流有效值I_AB，I_BC，I_CA相等的零序电流的坐标，并记为(x_{0_1}，y_{0_1})，该坐标对应的零序电流记为i_{0_1}；

S3、计算在零序电流i_{0_1}注入下的中压级电流应力I_{stress_1}；

S4，若θ_N－θ_P∈[0°，120°)，计算能够使i_AB＝-i_BC的零序电流坐标，记为x_{0_2}，y_{0_2}；若θ_N－θ_P∈[120°，240°)，计算能够使i_BC＝-i_CA的零序电流坐标，记为(x_{0_2}，y_{0_2})；若θ_N－θ_P∈[240°，360°)，计算能够使i_CA＝-i_AB的零序电流坐标，记为(x_{0_2}，y_{0_2})，其中，θ_P为AB桥臂电流的正序分量相位，θ_N为AB桥臂电流的负序分量相位；

S5，计算在零序电流i_{0_2}注入下的中压级电流应力，记为I_{stress_2}；

S6，比较I_{stress_1}与I_{stress_2}的大小：

当I_{stress_1}＜I_{stress_2}时，(x_{0_1}，y_{0_1})为最优零序电流坐标；