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专利号: 2020100449482
申请人: 南京工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2026-04-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种固态变压器的电容电压分级平衡控制方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在系统运行过程中,各模块控制器分别测量和采集各模块内部的电容电压值Ucij,其中i表示模块序号,j表示模块内电容序号;

(2)确定模块内两个电容电压差值的阈值Uexc,其中Uexc大于0;

(3)模块控制器向系统主控制器发送模块内两个电容电压之和Uci=Uci1+Uci2或两个电容电压的平均值Uci_av=(Uci1+Uci2)/2;

(4)系统主控制器根据接收到的各模块电容电压之和Uci或电容电压的平均值Uci_av,计算整个系统的电容电压平均值Uc_av=(ΣUci)/n或(ΣUci_av)/(n/2),其中,n为多电平变换器中电容的数量;当Uci>2Uc_av或Uci_av>Uc_av,则减少第i个模块电容充电的开关导通时间或增加第i个模块电容放电的开关导通时间;当Uci<2Uc_av或Uci_av

(5)系统主控制器向模块控制器发送用以控制该模块电容充放电的开关信号;

(6)将用于控制两个电容充放电的开关信号Sci1和Sci2分别进行与运算产生开关信号SciAND;开关信号Sci1和Sci2分别进行或运算产生开关信号SciOR;

(7)比较第i个模块内的第一个电容电压Uci1和第二个电容电压Uci2,当电流方向为正向流入模块为电容充电且Uci1‑Uci2>Uexc时,则将开关信号SciOR分配给用于控制第二个电容充放电的开关,将开关信号SciAND分配给用于控制第一个电容充放电的开关;当电流方向为正向流入模块为电容充电且Uci2‑Uci1>Uexc时,则将开关信号SciOR分配给用于控制第一个电容充放电的开关,将开关信号SciAND分配给用于控制第二个电容充放电的开关;当电流方向为反向流入模块为电容放电且Uci1‑Uci2>Uexc时,则将开关信号SciOR分配给用于控制第一个电容充放电的开关,将开关信号SciAND分配给用于控制第二个电容充放电的开关;当电流方向为反向流入模块为电容放电且Uci2‑Uci1>Uexc时,则将开关信号SciOR分配给用于控制第二个电容充放电的开关,将开关信号SciAND分配给用于控制第一个电容充放电的开关;当Uci1和Uci2差值的绝对值小于Uexc时,则不交换用于控制两个电容充放电的开关信号。

2.根据权利要求1所述的一种固态变压器的电容电压分级平衡控制方法,其特征在于,步骤(4)所述的开关导通时间通过对各模块电容电压之和Uci或电容电压的平均值Uci_av排序和流过模块的电流方向来调节,即当电流方向为正向流入模块为电容充电时,减少Uci或Uci_av较大的模块开关导通时间,而当电流方向为反向流入模块为电容放电时,增加Uci或Uci_av较大的模块开关导通时间;当电流方向为正向流入模块为电容充电时,增加Uci或Uci_av较小的模块开关导通时间,而当电流方向为反向流入模块为电容放电时,减少Uci或Uci_av较小的模块开关导通时间。

3.根据权利要求1所述的一种固态变压器的电容电压分级平衡控制方法,其特征在于,步骤(4)所述的开关导通时间采用载波移相调制,使用PI控制器对各模块开关的导通时间进行调节,即当电流方向为正向流入模块为电容充电时,且Uci>2Uc_av或Uci_av>Uc_av,则减少第i个模块电容充电的开关导通时间,而当电流方向为反向流入模块为电容放电时,且Uci>

2Uc_av或Uci_av>Uc_av,增加第i个模块电容放电的开关导通时间,其中,Uci与2Uc_av的差值或Uci_av与Uc_av的差值越大,被调节的开关导通时间也越长,反之,则越短;当电流方向为正向流入模块为电容充电时,且Uci<2Uc_av或Uci_av

4.根据权利要求3所述的一种固态变压器的电容电压分级平衡控制方法,其特征在于,所述各模块中,同一模块内用来控制两个电容的开关信号的载波相位相差180度。