[发明专利]一种基于能量回馈的电力电子变压器软启动方法

权利要求书

1.一种基于能量回馈的电力电子变压器软启动方法，其特征在于，包括：

S1：接通电源，获取电力电子变压器中的级联H桥变换器CHB的不可控整流高压直流侧电压v_H；

S2：设置双有源桥DAB变换器电感峰值电流阈值i_Lr,max，根据不可控整流高压直流侧电压v_H、低压直流侧电压v_o与DAB变换器电感峰值电流阈值i_Lr,max计算双有源桥DAB变换器的原边全桥内移相比β；

计算双有源桥DAB变换器的原边全桥内移相比β的过程包括：获取双有源桥DAB变换器的参数，所述参数包括双有源桥DAB变换器的控制频率f_s、双有源桥DAB变换器的电感峰值电流限制i_Lr,max、双有源桥DAB变换器中高频变压器的变比n以及高频变压器漏感和辅助电感L_r；接通电源后测量双有源桥变换器DAB中高压侧直流电压v_H和低压侧直流电压v_o；采用原边全桥内移相比计算公式和上述测量或计算得到的参数进行计算，得到双有源桥DAB变换器的原边全桥内移相比β；其计算公式为：

其中，n表示高频变压器的变比，f_s表示双有源桥DAB变换器的控制频率，L_r表示高频变压器漏感与辅助电感之和，v_H表示高压侧直流电压，v_o表示低压侧直流电压；

S3：根据双有源桥DAB变换器的原边全桥内移相比β对低压直流侧电容充电；

S4：设置第一阈值，判断原边全桥内移相比β与第一阈值的大小，若β大于等于第一阈值，则执行S5，否则返回S3；

S5：根据DAB变换器电感峰值电流阈值i_Lr,max计算双有源桥变换器DAB的最大外移相比D₁；

S51：获取电力电子变压器的参数，所述参数包括电网电压峰值U_g，电网电压角频率ω，电力电子变压器级联数N，并网电感L_s，双有源桥变换器DAB的峰值电流限制i_Lr,max以及交流侧电流限制为i_s,max；

S52：根据电力电子变压器的参数，计算双有源桥DAB变换器的最大第一外移相比D_1,1；最大第一外移相比计算公式为：

S53：以交流侧电流不过为前提条件，计算高压侧电压最小值v_H,min；

S54：将高压侧电压最小值v_H,min带入到交流侧电流时域表达式中，计算交流测电流；

S55：根据交流侧电流计算双有源桥DAB变换器在半个电网周期内从高压侧吸收的最大平均功率P_DAB,max；

S56：根据高压侧吸收的最大平均功率P_DAB,max计算双有源桥DAB变换器最大第二外移相比D_1,2；最大第二外移相比的计算公式：

P_DAB,max表示双有源桥DAB变换器在半个电网周期内从高压侧吸收的最大平均功率；

S57：选取第一外移相比D_1,1和第二外移相比D_1,2的最小值作为双有源桥DAB变换器的最大外移相比D₁；最大外移相比的计算公式为：

D₁＝min(D_1,1,D_1,2)

S6：根据双有源桥DAB变换器的最大外移相比D₁对低压直流侧电容充电；

S7：设置第二阈值v_o,1，将低压直流侧电压v_o与第二阈值进行比较，若低压直流侧电压v_o大于等于第二阈值，则执行S8，否则返回S6；设置第二阈值的过程包括：获取低压直流侧电容C_L、高压直流侧电容C_H与DAB变换器电感峰值电流阈值i_Lr,max，根据获取的参数计算低压直流侧电容的实际充电电压v_o,max,lim和期望充电电压v_o,max；判断实际充电电压v_o,max,lim与期望充电电压v_o,max的大小，选出最大的充电电压作为第二阈值v_o,1；计算低压直流侧电容的期望充电电压v_o,max的公式为

其中，v_H,ref表示高压侧电压闭环参考值，v_o,ref表示设定的低压直流侧电压参考值；

实际充电电压v_o,max,lim的计算公式为：

S8：根据DAB变换器电感峰值电流阈值i_Lr,max计算双有源桥变换器DAB新的最大外移相比D₂；计算双有源桥变换器DAB新的最大外移相比D₂的公式为：

其中，f_s表示双有源桥变换器DAB的控制频率，L_r表示高频变压器漏感与辅助电感之和，i_Lr,max表示双有源桥变换器DAB的电感峰值电流限制，v_H表示高压侧直流电压，n表示高频变压器的变比，v_o表示低压侧直流电压；

S9：根据新的最大外移相比D₂将低压直流侧电容的能量回馈到高压直流侧电容中；

S10：设定低压直流侧电压参考值v_o,ref，判断低压直流侧电压参考值v_o,ref和低压直流侧电压v_o的大小，若低压直流侧电压v_o小于等于低压直流侧电压参考值v_o,ref，则级联H桥变换器和双有源桥DAB变换器正常运行，否则返回S9。

2.根据权利要求1所述的一种基于能量回馈的电力电子变压器软启动方法，其特征在于，设置的第一阈值的大小为1。