電力電子變壓器的控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及電力技術領域，尤其設及一種電力電子變壓器的控制裝置。
【背景技術】
[0002] 變壓器自19世紀被實用新型W來，已成為電力系統(tǒng)最基本和最重要的組成設備 之一，被廣泛地用于配電系統(tǒng)，實現(xiàn)電壓等級變換和隔離。但傳統(tǒng)變壓器存在諸多缺點；（1) 體積巨大，且隨著電壓等級的提高，變壓器的體積和重量急劇增加；(2)對電能質(zhì)量敏感， 接不控整流等非線性負荷時，產(chǎn)生的崎變電流會通過變壓器的禪合作用而進入到電網(wǎng)中， 使母線電網(wǎng)受到污染，造成供電質(zhì)量下降；（3)負荷側(cè)發(fā)生接地短路故障時，傳統(tǒng)變壓器不 能有效地隔離故障，致使故障范圍擴大；(4)需要?？诘睦^電保護裝置進行保護，變壓器鐵 巧飽和時，容易產(chǎn)生較大的勵磁涌流，給電力系統(tǒng)帶來危害；(5)變壓器空載損耗較大，過 負荷時容易造成輸出電壓的下降；(6)功能單一，沒有電壓調(diào)節(jié)、功率因數(shù)校正和功率潮流 控制等功能，無法滿足智能電網(wǎng)建設的需求。
[0003] 模塊級聯(lián)型電力電子變壓器（PET)是近年來隨著大功率電力電子技術的發(fā)展而 逐步發(fā)展起來的新型電力變壓器，它能克服傳統(tǒng)變壓器的缺點，并利用電力電子變流器和 高頻變壓器的優(yōu)點。如圖1所示，為一種典型的電力電子變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括輸入 級、隔離級和輸出級，其中輸入級連接配網(wǎng)，輸入級中的每一相均有多個整流模塊組成，每 一個整流模塊由兩個IGBT橋并聯(lián)而成；輸出級連接微網(wǎng)，由S個IGBT橋級聯(lián)而成，每一個 IGBT橋?qū)谝幌唷Ｍㄟ^對IGBT進行控制，能夠調(diào)節(jié)輸出的電能的質(zhì)量。
[0004] 現(xiàn)有技術中的控制方法一般為鎖相控制，在鎖相配網(wǎng)電壓W及微源電壓頻率、相 位的過程中，因電壓質(zhì)量問題和鎖相環(huán)本身帶來的誤差容易造成鎖相失敗，導致對電網(wǎng)的 控制失敗。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于提供一種電力電子變壓器的控制裝置，W在無鎖相的情況 下完成對電力電子變壓器的控制，從根本上避免因鎖相失敗導致的對電網(wǎng)的控制失敗。
[0006] 為了達到上述目的，本實用新型還提供了一種電力電子變壓器的控制裝置，包括： 采集模塊、第一計算模塊、第二計算模塊和PWM調(diào)制模塊；
[0007] 所述采集模塊的輸出端與所述第二計算模塊的輸入端相連，用于針對=相電壓中 的每一相d，采集在第一時刻的配網(wǎng)電壓Ud。W及在第一時刻的預設時間段T之后的第二時 亥揃配網(wǎng)電壓Udp，并將采集到的配網(wǎng)電壓Ud。和配網(wǎng)電壓Udp輸入到所述第二計算模塊的 輸入端；其中，所述T=l/(4f);f為電網(wǎng)的頻率；
[000引所述第一計算模塊的輸出端與所述第二計算模塊的輸入端相連，用于針對=相電 壓中的每一相山計算d相的有功功率指令值pI并輸出到所述第二計算模塊輸入端；
[0009]所述第二計算模塊與所述PWM調(diào)制模塊的輸入端相連，用于針對=相電壓中的每 一相d，根據(jù)如下公式計算指令電流Z:，并輸出到PWM調(diào)制模塊：
[0010]
[0011] 所述PWM調(diào)制模塊，用于針對S相電壓中的每一相山根據(jù)指令電流 <對(1相的輸 入級整流模塊進行閉環(huán)控制。
[0012] 進一步的，
[0013] 所述第一計算模塊包括；第一計算電路、第二計算電路，第=計算電路和多個PI 控制器；其中，
[0014] 所述第一計算電路的輸出端與所述第二計算電路的輸入端相連，用于針對=相電 壓中的每一相d，計算在該相的直流側(cè)電壓總和
并輸出到所述第二計算電路的輸 入端；其中為采樣得到的d相的第m級輸入級整流模塊的直流側(cè)電壓，n為d相下所 包含的輸入級的個數(shù)；
[0015] 所述第二計算電路的輸出端與所述各相對應的PI控制器的輸入端相連，用于針 對=相電壓中的每一相d，計算
與d相對應的預設直流側(cè)電壓理論整定值的 差值，并輸入到d相對應的PI控制器；
[0016] 所述第S計算電路的輸入端與各個PI控制器的輸出端相連，用于針對S相電壓 中的每一相d，將d相PI控制器的輸出結(jié)果與
的乘積作為d相的有功功率指令值 P;輸出到所述第二計算模塊輸入端。
[0017] 進一步的，
[001引所述PWM調(diào)制模塊包括：采樣電路、第四計算電路、多個準ra控制電路、第五計算 電路和SVPWM電路；其中，
[0019] 所述采樣電路的輸出端與所述第四計算電路相連，用于針對S相電壓中的每一相 d，采樣d相輸入電流實際值id并輸出到第四計算電路中；
[0020] 所述第四計算電路的輸出端與各個準PR控制電路的輸入端相連，用于針對S相 電壓中的每一相d，計算d相電流指令值與實際值id的差并輸出到d相對應的準PR控制 器中；
[002U所述第五計算電路的輸入端與各個準PR控制器的輸出端相連，輸出端與SVPWM電 路的輸入端相連，用于針對S相電壓中的每一相d，計算準PR控制器輸出信號取反后的值 與Ud。的和，并作為d相的總調(diào)制信號的輸出到SVPWM電路中；
[002引所述SVPWM電路，用于針對S相電壓中的每一相山對第五計算電路得到的總調(diào)制 信號進行SVPWM調(diào)制，將調(diào)制結(jié)果輸入到d相的輸入級整流模塊。
[002引進一步的，
[0024] 所述SVPWM電路具體包括：第一計算子電路，PI控制器、第二計算子電路、第=計 算電路、第四計算子電路和PWM調(diào)制器；其中，
[0025] 所述第一計算子電路的輸出端與所述PI控制器的輸入端相連，用于針對S相電 壓中的每一相山計算Ud。, 4m與理論直流側(cè)電壓U*d。的差值并輸入到d相對應的PI控制器， 其中為采樣得到的d相的第m級輸入級整流模塊的直流側(cè)電壓；
[0026] 所述第二計算子電路的輸入端與所述PI控制器的輸出端相連，輸出端與所述第 =計算電路的輸入端相連，用于針對=相電壓中的每一相d，將d相對應的PI控制器的輸出 結(jié)果APd,m乘W乘WUd。,,,。后得到的乘積輸出到第立計算子電路；
[0027] 所述第=計算子電路的輸出端與所述第四計算子電路的輸出入端相連，用于將 第二計算子電路輸出的乘積與d相對應的預設比例因數(shù)Kd，得到第m級對應的子調(diào)制信號 A的,1。并輸出到所述第四計算電路的輸入端；
[002引所述第四計算電路的輸出端與所述PWM調(diào)制模塊的輸入端相連，用于針對四相電 壓中的每一相山計算的與A 的和作為第m級對應的最終調(diào)制信號并輸出到所述PWM 調(diào)制器中；
[0029] 所述PWM調(diào)制器的輸出端與各個整流模塊的控制端相連，用于針對S相電壓中的 每一相山根據(jù)第m級對應的最終調(diào)制信號產(chǎn)生調(diào)整信號輸出到d相第m級的整流模塊的控 制端。
[0030] 進一步的，
[0031] 所述配網(wǎng)電壓替換為微源電壓，所述輸入級整流模塊替換為輸出級整流模塊；所 述第一計算模塊替換為獲取模塊；
[0032] 所述獲取模塊與所述第二計算模塊的輸入端相連，用于針對=相電壓中的每一相 山獲取用戶輸入的預設有功功率指令值ft并輸出到所述第二計算模塊輸入端。
[0033] 本實用新型提供的電力電子變壓器的控制裝置，直接針對=相電壓中的每一相d， 采集在第一時刻的配網(wǎng)電壓及在第一時刻的預設時間段l/(4f)之后的第二時刻的 配網(wǎng)電壓u,p，能夠在不進行鎖相的情況下，完成對電力電子變壓器的控制，能夠從根本上 避免因鎖相失敗導致的控制失敗。
【附圖說明】
[0034] 圖1為一種典型的電力電子變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖2為本實用新型提供的一種電力電子變壓器的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖3和4為圖2中的部分模塊的可能的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖5為輸出級進行控制時的流程圖。
【具體實施方式】
[003引下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步描述。W下實施 例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能W此來限制本實用新型的保護范 圍。
[0039] 本實用新型提供了一種電力電子變壓器的控制裝置，可用于對如圖1所示的電力 電子變壓器進行控制，如圖2所示，包括：采集模塊100、第一計算模塊200、第二計算模塊 300和PWM調(diào)制模塊400 ;
[0040] 所述采集模塊100的輸出端與所述第二計算模塊300的輸入端相連，用于針對= 相電壓中的每一相d，采集在第一時刻的配網(wǎng)電壓Ud。W及在第一時刻的預設時間段T之后 的第二時刻的配網(wǎng)電壓Udp，并將采集到的配網(wǎng)電壓Ud。和配網(wǎng)電壓Udp輸入到所述第二計 算模塊300的輸入端；其中，所述T=l/(4f) ;f為電網(wǎng)的頻率；
[0041] 所述第一計算模塊200的輸出端與所述第二計算模塊300的輸入端相連，用于針 對=相電壓中的每一相山計算d相的有功功率指令值記并輸出到所述第二計算模塊300 輸入端；
[0042] 所述第二計算模塊300與所述PWM調(diào)制模塊400的輸入端相連，用于針對S相電 壓中的每一相山根據(jù)如下公式計算指令電流G，并輸出到PWM調(diào)制模塊400 :
[