[发明专利]一种中压AC-DC变换器的功率动态分配控制方法

权利要求书

1.一种中压AC-DC变换器的功率动态分配控制方法，该控制方法所采用的中压AC-DC变换器的结构包括3相堆栈，每相堆栈的输入对应于中压交流的每一相，三个堆栈的输出并联产生中压或低压直流，每一个堆栈由多个子模块级联构成，这些子模块输入串联、输出并联；每个子模块由单相PWM整流器模块和隔离DC/DC变换器串联组成；其特征在于，该控制方法包括如下步骤：

步骤1，根据变换器输出直流电压参考值与实际值的差值计算变换器三相总输出功率参考值；

步骤2，根据三相电网电压和给定的功率因数角计算三相功率的动态分配系数；

步骤3，根据所述的三相总输出功率参考值和三相功率动态分配系数计算每相输出功率参考值，并根据每相级联的子模块数计算每个DC-DC子模块输出功率参考值；

步骤4，利用每个DC-DC子模块的输出功率参考值与实际值的差值，采用比例-积分-谐振控制器计算每个DC-DC子模块的移相角，并采用载波移相调制算法产生每个DC-DC子模块的开关信号。

2.根据权利要求1所述的一种中压AC-DC变换器的功率动态分配控制方法，其特征在于：所述步骤1中，计算变换器三相总输出功率参考值的方法是：

S1.1：采集变换器输出直流电压u_dc，作为闭环控制器的反馈信号；

S1.2：将变换器输出直流电压的参考值u_dcref与测量值u_dc的差值作为闭环控制的输入信号，经比例-积分控制器作用，产生的信号作为变换器总输出功率参考值P_ref。

3.根据权利要求1所述的一种中压AC-DC变换器的功率动态分配控制方法，其特征在于：所述步骤2中，计算三相功率的动态分配系数的方法是：

S2.1：采集三相电网电压u_a、u_b和u_c；

S2.2：根据下式计算出三相电网电压u_a、u_b和u_c在两相静止坐标系下的分量u_α和u_β：

S2.3：根据无功控制需求，给定功率因数角根据下式计算u′_α和u′_β：

S2.4：根据下式计算出u′_α和u′_β在三相静止坐标系下的分量u′_a、u′_b和u′_c：

S2.5：根据下式计算三相功率动态分配系数：

式中，U_m为三相电网电压的幅值。

4.根据权利要求1所述的一种中压AC-DC变换器的功率动态分配控制方法，其特征在于：所述步骤3中，根据三相总输出功率参考值和三相功率动态分配系数计算每相输出功率参考值的公式是：

其中，P_ref是三相总输出功率参考值，k_a,k_b,k_c是三相功率动态分配系数，P_aref、P_bref和P_cref是每相输出功率参考值。

5.根据权利要求1所述的一种中压AC-DC变换器的功率动态分配控制方法，其特征在于：所述步骤3中，计算每个DC-DC子模块的输出功率参考值的公式是：

式中，N为每一相级联的子模块数，P_aDC-DCref、P_bDC-DCref和P_cDC-DCref分别为A、B、C三相DC-DC子模块的输出功率参考值，P_aref、P_bref和P_cref是每相输出功率参考值。

6.根据权利要求1所述的一种中压AC-DC变换器的功率动态分配控制方法，其特征在于：所述步骤4中，计算每个DC-DC子模块的移相角的方法是：

S4.1：采集每个DC-DC子模块的输出功率P_DC-DC，作为闭环控制器的反馈信号；

S4.2：将该相DC-DC子模块的输出功率参考值与该DC-DC子模块输出功率实际值P_DC-DC的差值作为输入信号，经下式所示的比例-积分-谐振控制器作用，产生的信号作为该DC-DC子模块的移相角

式中，K_p、K_i、K_r分别为控制器的比例、积分和谐振系数；ω₀为谐振频率，即二倍工频；ω_c为截止频率。