[发明专利]一种模块化级联式电力电子变压器均衡控制系统及方法

权利要求书

1.一种模块化级联式电力电子变压器均衡控制系统，其特征是：包括HB控制器、IBDC总控制器和若干IBDC分控制器，所述HB控制器被配置采用电压电流双环控制，将采集到的直流链电容总电压Udc和直流链电容总电压参考值Udcref进行电压环PI运算，得到网侧电流参考量和中间电容直流链电压参考量Uch-ref，网侧电流参考量与网侧电流采样值进行电流环PI运算，得到待调制电流信号，将电流信号进行HPWM调制，并按规定的开关函数分配给各输入级整流模块，以控制各个输入级整流模块；

所述IBDC总控制器被配置为根据低压直流母线电压Uo和低压直流母线电压参考值Uoref进行电压外环运算，与中间电容直流链电压参考量Uch-ref求代数和后确定最终的直流链电容电压参考Uc-ref，分送给各IBDC分控制器；

所述IBDC分控制器，被配置为采用电压电流双环控制，采集到的中间直流链电容电压Uc1～Ucn与输入的直流链电容电压参考Uc-ref进行PI运算，得到本隔离级IBDC模块输入直流电流参考量Ic1-ref～Icn-ref，与采集到的本隔离级IBDC模块电容侧电流Ic1～Icn进行PI运算，输出移相比信号θ1～θn，以保持直流链电容电压和各隔离级IBDC模块功率均衡；通过移相PWM控制器输出本隔离级IBDC模块原副边H桥开关移相脉冲信号；

当模块数量发生变化时，中间直流链电容电压自适应调整电压值以达到中间直流链总电压。

2.如权利要求1所述的均衡控制系统，其特征是：所述模块化级联式电力电子变压器，包括交流电感和若干并联的变压支路，所述变压支路均包括依次连接的输入级整流模块、直流链电容、隔离级IBDC模块和低压直流母线；

所述输入级整流模块采用桥式电路，交流侧串联，直流侧接直流链电容；

所述隔离级IBDC模块采用双向DAB拓扑，输出通过输出电容并联接入低压直流母线。

3.如权利要求1所述的均衡控制系统，其特征是：每个隔离级IBDC模块的参考量均相同，均取自直流链总电压。

4.一种模块化级联式电力电子变压器的均衡控制方法，其特征是：包括以下步骤：

采用电压电流双环控制，将采集到的直流链电容总电压Udc和直流链电容总电压参考值Udcref进行电压环PI运算，得到网侧电流参考量和中间电容直流链电压参考量Uch-ref，网侧电流参考量与网侧电流采样值进行电流环PI运算，得到待调制电流信号，将电流信号进行HPWM调制，并按规定的开关函数分配给各输入级整流模块，以控制各个输入级整流模块；

根据低压直流母线电压Uo和低压直流母线电压参考值Uoref进行电压外环运算，与中间电容直流链电压参考量Uch-ref求代数和后确定最终的直流链电容电压参考Uc-ref；

采用电压电流双环控制，根据采集到的中间直流链电容电压Uc1～Ucn与输入的直流链电容电压参考Uc-ref进行PI运算，得到本隔离级IBDC模块输入直流电流参考量Ic1-ref～Icn-ref，与采集到的本隔离级IBDC模块电容侧电流Ic1～Icn进行PI运算，输出移相比信号θ1～θn，通过移相PWM控制器输出本隔离级IBDC模块原副边H桥开关移相脉冲信号；

当模块数量发生变化时，中间直流链电容电压自适应调整电压值以达到中间直流链总电压。