[发明专利]一种三相多模块级联固态变压器均压均功率控制方法

摘要

本发明公开了一种三相多模块级联固态变压器均压均功率控制方法，该方法应用的三相SST系统功率主电路部分由输入级、中间级和输出级三级组成，输入级采用基于三相d-q-0矢量控制的控制策略，同一相中的各个模块采用共同占空比的控制策略，以此实现电网输入端单位功率因数；中间级每个模块同时引入基于电压前馈与后馈的控制策略，电压前馈作为电压后馈的基准，它们的误差经电压PI调节器输出后作为该模块电流内环的基准；前级与中间级两种控制策略相互作用，实现SST各模块电压与功率均衡、电网侧单位功率因数、电网电流正弦度高、开关管电压应力低等功能。

主权项

1.一种三相多模块级联固态变压器均压均功率控制方法，其应用的SST功率主电路部分由三级组成：输入级为高频有源三相AC/DC整流器，中间级为高频隔离型DC/DC变换器，输出级为高频DC/AC逆变器。输入级交流侧采用多模块串联，输入级各个模块的高压直流输出端接对应中间级各模块输入端，中间级各模块输出端并联输出400伏直流，输出级高频逆变器把400伏直流变换成输出220伏/50赫兹交流电。其特征在于，它包括以下步骤：（1）输入级采用主从d-q-0变换控制方式：三相SST系统每相的输入级为多个模块串联，确定一个主模块，所述主从d-q-0变换控制方式包括以下子步骤：（1.1）对主模块输出电压进行采样，采样值与给定值进行比较，它们的误差经过电压环PI作为d轴电流环的基准；（1.2）三相输入电流采样值经过abc/dq0变换得到d轴，q轴和0轴三个分量，其中abc/dq0变换所用相位基准由三相输入电压采样值经PLL锁相环获得，则d轴分量反映有功电流分量，q轴分量反映无功电流分量，0轴分量反映三相输入电流幅值是否相同；（1.3）d轴以电压环PI的输出作为基准，误差送入d轴电流PI；q轴以0作为基准，误差送入q轴电流PI；0轴以0作为基准，误差送入0轴电流PI然后对三轴PI输出值进行解耦和反dq0/abc变换，得到调制波u_ca,u_cb,u_cc；（1.4）u_ca,u_cb,u_cc分别为A,B,C相整流的调制波。同一相中的各个整流模块共用同一调制波，三角载波依次相移120°，载波与三角波比较得到各模块的驱动信号。（2）中间级各个DAB模块控制方式相同，采用电压前馈后馈控制方法，实现了中间级输入输出电压的比例跟随关系该步骤包括以下子步骤：（2.1）对中间级输入和输出电压进行采样，将输入电压采样信号与输出电压采样信号进行比较，误差经过电压环PI，作为电流内环的基准；（2.2）对输入电流进行采样，将电流采样值与电流环基准值比较，误差经过电流环PI，然后与三角载波进行比较，产生开关管驱动信号。如果电流环PI输出值为正，则功率正向流动，反之功率反向流动。（3）输出级采用SPWM控制方法，SPWM控制方法以正弦波作为调制波，与三角载波比较产生开关管驱动信号,这样保证输出电压为正弦波。