[发明专利]单相电力电子变压器的控制方法

权利要求书

1.一种单相电力电子变压器的控制方法，其特征在于，所述单相电力电子变压器包括顺次连接的第一电能变换电路、高频变压器和第二电能变换电路；

所述高频变压器包括第一高压绕组、第二高压绕组和低压绕组；所述第一高压绕组的负极端子和第二高压绕组的正极端子分别与单相高压交流电源的正极端子连接；

所述第一电能变换电路包括第一换流电路和第二换流电路，所述第一换流电路中交流侧端口的正极端子与所述第一高压绕组的正极端子连接，所述第一换流电路中交流侧端口的负极端子与所述单相高压交流电源的负极端子连接；所述第二换流电路中交流侧端口的正极端子与所述第二高压绕组的负极端子连接，所述第二换流电路中交流侧端口的负极端子与所述单相高压交流电源的负极端子连接；

所述第二电能变换电路的交流侧端口与所述低压绕组连接，所述第二电能变换电路的直流侧端口与低压直流电源连接；

所述第一换流电路包括多个功率子模块，每个所述功率子模块的交流侧端口顺次连接而形成所述第一换流电路的交流侧端口；

所述第二换流电路包括多个功率子模块，每个所述功率子模块的交流侧端口顺次连接而形成所述第二换流电路的交流侧端口；

其中，所述第一换流电路与所述第二换流电路中功率子模块的数量相同；

所述控制方法包括：

根据预先获取的第一交流输出电压参考值和第二交流输出电压参考值分别对第一换流电路与第二换流电路进行输出电压控制，以及

根据预设的功率传输方向和预设的电压相位，调整第二电能变换电路中交流侧端口的输出电压相位；

其中，所述第一交流输出电压参考值中包括的高频方波信号与第二交流输出电压参考值中包括的高频方波信号在任意时刻电压极性相反，所述预设的电压相位取决于所述高频方波信号的相位。

2.根据权利要求1所述的单相电力电子变压器的控制方法，其特征在于，所述第一交流输出电压参考值和第二交流输出电压参考值如下式所示：

其中，所述u_{TI-M_ref}和u_{T4-M_ref}分别是所述第一交流输出电压参考值和第二交流输出电压参考值，双闭环控制是对第一换流电路和第二换流电路进行控制的，所述u_{CC12_closeloop}是所述双闭环控制中电压外环控制的输出电压，所述u_{square_HF}是预设的高频方波信号。

3.根据权利要求2所述的单相电力电子变压器的控制方法，其特征在于，所述双闭环控制包括：

根据预设的第一电压参考值对所述第一换流电路和第二换流电路中所有功率子模块的直流电容的电压之和进行电压外环控制，以及

根据预设的第二电压参考值对流经所述单相高压交流电源的交流电流进行电流内环控制；

其中，所述第二电压参考值的幅值与所述电压外环控制的输出电压幅值相同，所述第二电压参考值的相位与所述单相高压交流电源的交流电压相位相同。

4.根据权利要求2所述的单相电力电子变压器的控制方法，其特征在于，所述高频方波信号u_{square_HF}的占空比是50％。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的单相电力电子变压器的控制方法，其特征在于，根据预设的功率传输方向和预设的电压相位，调整第二电能变换电路中交流侧端口的输出电压相位的步骤包括：

当所述功率传输方向是由高频变压器的高压侧绕组向低压侧绕组传输功率时，控制所述输出电压相位滞后于所述高频方波信号的相位；

当所述功率传输方向是由高频变压器的低压侧绕组向高压侧绕组传输功率时，控制所述输出电压相位超前于所述高频方波信号的相位。

6.根据权利要求1所述的单相电力电子变压器的控制方法，其特征在于，所述第二电能变换电路包括交流-直流电能变换器。

7.根据权利要求1或2所述的单相电力电子变压器的控制方法，其特征在于，所述高频变压器中第一高压绕组与第二高压绕组的变比相同。