[发明专利]一种低压配电网末端低电压治理装置均压电路的控制方法

说明书

本发明公开了一种低压配电网末端低电压治理装置均压电路的控制方法，其技术方案包括以下步骤：通过数据采样获得电路的工作信息；根据当前的采样结果预测电感电流的波形，进行电感电流模式判断；进行电感电流模式变化判断；在电感电流模式发生变化时，进行控制切换操作保证控制切换的平滑；根据当前的电感电流模式，执行均压电路的相应模式下的控制；计算占空比与生成驱动信号，实现均压电路的高性能控制。本发明所述方法中的均压电路的两个开关管独立工作，可以显著降低开关管的开关损耗与导通损耗，通过电感电流模式判断与控制切换，实现低压配电网末端低电压治理装置均压电路的高性能控制。

技术领域

本发明涉及电力电子及其控制技术领域，尤其涉及一种低压配电网末端低电压治理装置均压电路的控制方法。

背景技术

在一些较为偏远的山区和农村，由于供电半径长、供电线路直径小等诸多原因，低压配电网末端的低电压问题普遍存在。低电压问题对于居民用户的用电体验以及对于电网的供电可靠性都具有不利影响。传统的低电压问题的治理措施是配电变压器、线路的改造与扩容，存在施工周期长、施工成本高以及投资回报率低等问题。低压配电网末端低电压治理装置，基于现有配电网，在配电变压器附近将低压交流配电整流、升压为直流配电，在居民用户附近将直流配电进行逆变、稳压为标准的低压交流配电，解决了原交流低压配电网长距离传输的末端低电压问题。该方案对现有配电线路充分利用，设备安装和施工方便，降低综合改造成本；而且采用升压的直流配电，流经电流减小，降低线路损耗。

为降低低压配电网末端低电压治理装置的损耗，提高其运行效率，装置中的整流器、逆变器采用三电平的拓扑结构。直流母线的两个串联电容进行分压形成了三个电平，串联电容电压的不均压是三电平拓扑的固有问题。两个电容的电压不同，会影响整流器、逆变器的性能，甚至造成开关器件的损坏。

三电平的串联电容的均压控制，可以分为两种，软件控制和硬件电路控制。软件控制主要是改进调制策略，加入一些均压算法；但其调节能力受制于交流侧电流及其功率因数的大小，并不能适用于所有工况。硬件电路控制是增加一个均压电路，在均压电路容量允许的范围内，具有良好的均压效果。但传统的均压电路的两个开关管的驱动信号是互补的，具有损耗大的缺点。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种低压配电网末端低电压治理装置均压电路的控制方法，所述方法中的均压电路的两个开关管独立工作，可以显著降低开关管的开关损耗与导通损耗，通过电感电流模式判断与控制切换，实现低压配电网末端低电压治理装置均压电路的高性能控制。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种低压配电网末端低电压治理装置均压电路的控制方法，包括以下步骤：

数据采样，采样均压电路的电感电流I_L与三电平直流母线的上、下两部分电容的电压V_p、V_n；

电感电流模式判断，根据当前的电感电流I_L，结合当前的开关管占空比D_p、D_n，预测当前控制周期并与上个控制周期比对，若电感电流模式相同，则保持该模式的均压电路控制，否则需进行控制切换，保证均压电路控制模式与电感电流模式相对应；

执行当前模式的控制，计算占空比，生成驱动信号控制均压电路开关管的开通或关断。

进一步地，所述数据采样采用对称规则采样方式，在三角载波的波谷进行采样。

进一步地，所述控制方法在三角载波的波谷开始执行，并在下一个载波的波谷更新占空比数据，用于控制开关管的开通或关断，保证在每个控制周期中仅有一个开关管开通或关断。

进一步地，所述均压电路控制分为电感电流连续模式与电感电流断续模式控制，其中：