CN110858754A - 一种mmc型能量路由器的两级控制方法及*** - Google Patents
一种mmc型能量路由器的两级控制方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种MMC型能量路由器的两级控制方法及***,包括:根据所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流,以及MMC型能量路由器中每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号;根据MMC型能量路由器中的所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各DAB模块的脉冲信号;分别利用MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号和各DAB模块的脉冲信号对MMC型能量路由器进行两级控制。本发明提供的技术方案提出了针对模块化多电平拓扑的能量路由器的两级控制方法,在现有控制方式的基础上提高了控制自由度,简化了控制***,进一步提升了控制***的稳定性和高效性。
Description
技术领域
本发明涉及对交直流混合输配电网中关键装备的实现和控制方法研究领域,具体涉及一种MMC型能量路由器的两级控制方法及***。
背景技术
二十一世纪以来,以太阳能、风能等为代表的可再生能源得到了越来越广泛的应用,微电网可以高效、方便地利用这些分布式能源,因而受到世界各国的高度重视而迅速发展。随着智能技术的不断发展,智能微电网的概念也被提出,智能微电网是以电力电子技术为核心的小型发配电***,是将可再生能源发电技术、能源管理***和输配电基础设施高度集成的新型电网。智能微电网最关键的技术是稳定控制技术,需要电网中的设备具备多样的、稳定的、先进的控制***,同时各种设备之间能通过高度互联的通讯***进行协调控制。因此,对于微网智能接口***和稳定控制技术的研究是推进智能微网发展的核心问题之一,能够使微电网***更可靠更安全的接入大电网。
变压器是输配电网中的最重要设备之一,为了改善***的电能质量,同时为新能源并网提供智能化接口,能量路由器作为新一代变压器应运而生。能量路由器集电气隔离、电压变换、功率可调等功能集于一身,通过对传统变压器和电力电子设备的集成化,可大大提高电网***的智能化水平。近年来逐渐兴起的模块化多电平拓扑结构的能量路由器(Modular Multilevel Converter,MMC),可以通过增减桥臂串联子模块的个数,使微网***电压灵活可控,提高***的耐压等级,同时其在交流接口之外还具有不同电压等级的直流公共母线,允许高压直流形式、中压直流型新能源的直接接入,低压直流线路可给多个低压负载供电,使得微网***适用于不同形式的电压接入,更适合于微网多端接口的定义。
但是,当前基于模块化多电平拓扑的能量路由器的智能接口和稳定控制技术尚不成熟,控制策略较为复杂,不能满足对能量路由器灵活控制并实现电能高效转换的要求。
发明内容
本发明提供一种MMC型能量路由器的两级控制方法及***,其目的是针对应用于交直流输配电网的模块化多电平拓扑的能量路由器,提供一种控制自由度较高以及能够实现电能高效转换的两级控制方法及***,为微电网接口的智能化、通用化、多功能化、实用化提供切实可行的解决方案。
本发明提供的一种MMC型能量路由器的两级控制方法,其改进之处在于,包括:
根据所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流,以及MMC型能量路由器中每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号;
根据MMC型能量路由器中的所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各DAB模块的脉冲信号;
分别利用MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号和各DAB模块的脉冲信号对MMC型能量路由器进行两级控制。
优选的,所述根据所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流,以及MMC型能量路由器中每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号,包括:
a.设定直流电压指令值;
b.将所述直流电压指令值和所述每相MMC子模块的电压平均值之间的差值输入到比例积分调节器,得到指令有功电流值;
c.将所述指令有功电流值进行dq/αβ坐标变换得到两相静止坐标系下的指令电流,将所述两相静止坐标系下的指令电流分别与所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电流之间的差值输入比例谐振调节器得到电压指令值;
d.将所述电压指令值与所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压之间的差值进行αβ/abc坐标变换得到三相电压指令值;
e.将所述三相电压指令值除以每相子模块数n得到A、B、C三相单元的调制波,所述调制波通过载波移相调制得到各MMC子模块的脉冲信号。
优选的,根据MMC型能量路由器中的所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块电压平均值确定MMC型能量路由器中各DAB模块的脉冲信号,包括:
f.设定输出电压指令值;
g.将所述每个MMC子模块电容电压值和所述每相MMC子模块电压平均值之间的差值输入到比例积分调节器,得到每个DAB模块的移相比修正值;
h.将低压直流输出侧电压和所述输出电压指令值之间的差值输入到比例积分调节器,得到DAB模块的公共移相比;
i.根据所述DAB模块的公共移相比和所述每个DAB模块的移相比修正值之间的差值得到对应DAB模块的移相比,通过移相调制得到每个DAB模块的脉冲信号。
优选的,所述MMC型能量路由器包括:依次连接的三相半桥型MMC、多DAB并联输出***和逆变器。
进一步的,所述三相半桥型MMC包括:每相包含上、下两个桥臂,每个桥臂均由n个半桥型子模块串联而成;
其中,所述半桥型子模块包括两个IGBT管,每个IGBT管反向并联一个二极管,上侧IGBT管的发射极与下侧IGBT管的集电极相连,两个IGBT管与电容并联形成直流输出端;
所述多DAB并联输出***包括:与所述三相半桥型MMC子模块数量相等的DAB模块;
其中,所述DAB模块包括两组H桥和一个中频变压器,两组H桥的交流端分别与中频变压器的原副边相连,位于原边一端的H桥的直流侧与MMC子模块电容直流输出端相连,位于副边一端的H桥的直流侧与同相其它DAB端口并联构成直流输出;
所述逆变器为传统的三相四线制逆变器,输入端与***低压直流端口相连;
其中,所述三相四线制逆变器由四个桥臂组成,每个桥臂有两个IGBT管,分别反向并联一个二极管。
一种MMC型能量路由器的两级控制***,其改进之处在于,所述***包括:数据采集模块、总直流电压控制模块、三相电流交流级控制模块和多DAB并联***的输入均压控制模块;
所述数据采集模块用于采集交流侧三相电压、三相电流以及所有MMC子模块和DAB模块的电容电压发送到所述三相电流交流级控制单元和所述总直流电压控制单元,采集低压直流输出侧电压和所述总直流电压控制单元输出的每相MMC子模块的电压平均值发送到所述多DAB并联***的输入均压控制单元;
所述总直流电压控制模块用于根据所述所有MMC模块的电容电压得到所述三相半桥型MMC中每相MMC子模块的电压平均值;
所述三相电流交流级控制模块用于根据所述数据采集***采集的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流,以及所述三相半桥型MMC中每相MMC子模块的电压平均值确定所述三相半桥型MMC中各MMC子模块的脉冲信号,并利用所述脉冲信号对MMC型能量路由器进行控制;
所述多DAB并联***的输入均压控制模块用于根据所述三相半桥型MMC中所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块的电压平均值确定所述多DAB并联输出***中各DAB模块的脉冲信号,并利用所述脉冲信号对MMC型能量路由器进行控制。
优选的,所述三相电流交流级控制模块,包括:
第一转换子单元:用于将所述数据采集***采集的交流侧三相电压和三相电流经abc/αβ变换得到两相静止坐标系下的电压和电流;
第一调节子单元,用于将设定的直流电压指令值和所述三相半桥型MMC中每相MMC子模块电压平均值之间的差值输入到比例积分调节器,得到指令有功电流值;
第二调节子单元,用于将所述指令有功电流值进行dq/αβ坐标变换得到两相静止坐标系下的指令电流,将所述两相静止坐标系下的指令电流与所述两相静止坐标系下的电流之间的差值输入比例谐振调节器得到电压指令值;
第二转换子单元,用于将所述电压指令值与所述两相静止坐标系下的电压之间的差值进行αβ/abc坐标变换得到三相电压指令值;
第一调制子单元,用于将所述三相电压指令值除以每相子模块数n得到A、B、C三相单元的调制波,所述调制波通过载波移相调制得到各MMC子模块的脉冲信号。
优选的,所述多DAB并联***的输入均压控制模块,包括:
第三调节子单元,用于将所述数据采集***采集的每个MMC子模块电容电压值和所述每相MMC子模块电压平均值之间的差值输入到比例积分调节器,得到每个DAB模块的移相比修正值;
第四调节子单元,用于将设定的输出电压指令值和所述数据采集***采集的低压直流输出侧电压之间的差值输入到比例积分调节器,得到DAB模块的公共移相比;
第二调制子单元,用于根据所述DAB模块的公共移相比和所述每个DAB模块的移相比修正值之间的差值得到对应DAB模块的移相比,通过移相调制得到每个DAB模块的脉冲信号。
优选的,所述MMC型能量路由器包括:依次连接的三相半桥型MMC、多DAB并联输出***和逆变器。
优选的,所述三相半桥型MMC包括:每相包含上、下两个桥臂,每个桥臂均由n个半桥型子模块串联而成;
其中,所述半桥型子模块包括两个IGBT管,每个IGBT管反向并联一个二极管,上侧IGBT管的发射极与下侧IGBT管的集电极相连,两个IGBT管与电容并联形成直流输出端;
所述多DAB并联输出***包括:与所述三相半桥型MMC子模块数量相等的DAB模块;
其中,所述DAB模块包括两组H桥和一个中频变压器,两组H桥的交流端分别与中频变压器的原副边相连,位于原边一端的H桥的直流侧与MMC子模块电容直流输出端相连,位于副边一端的H桥的直流侧与同相其它DAB端口并联构成直流输出;
所述逆变器为传统的三相四线制逆变器,输入端与***低压直流端口相连;
其中,所述三相四线制逆变器由四个桥臂组成,每个桥臂有两个IGBT管,分别反向并联一个二极管。
与最接近的现有技术比,本发明提供的技术方案具有以下优异效果:
本发明提供了一种MMC型能量路由器的两级控制方法及***,利用MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号和各DAB模块的脉冲信号对MMC型能量路由器进行两级控制,从传统的输入级、中间级和输出级的三级控制转变为三相MMC和DAB并联***的两级协同控制,大大减少了控制对象,简化了控制***,提高了MMC型能量路由器***工作的稳定性和高效性。
附图说明
图1为本发明提供的MMC型能量路由器两级控制方法的流程图;
图2为本发明提供的三相MMC的交流级控制图;
图3为本发明提供的DAB并联***的直流级控制图;
图4为本发明提供的逆变器的输出级控制图;
图5为本发明提供的MMC型能量路由器两级控制***总体结构框图;
图6为本发明提供的三相***结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细说明。
实施例一
本发明实施例提出一种MMC型能量路由器的两级控制方法,流程图如图1所示,包括以下步骤:
根据所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流,以及MMC型能量路由器中每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号;
根据MMC型能量路由器中的所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各DAB模块的脉冲信号;
分别利用MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号和各DAB模块的脉冲信号对MMC型能量路由器进行两级控制。
所述根据所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流,以及MMC型能量路由器中每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号,如图2所示,包括:
由数据采集***检测三相输入的电压、电流和所有子模块的电容电压,分别将三相电压uA,B,C和三相电流iA,B,C进行abc/αβ变换得到uα、uβ和iα、iβ,计算检测到的子模块电容电压udcxi取平均值得到其中x表示相别(取A、B、C),i表示单元编号(取1~n);
将指令电流有功值和指令电流无功值进行dq/αβ坐标变换得到两相静止坐标系下的指令电流和并分别与之前三相电流iA,B,C进行abc/αβ变换得到的iα和iβ进行差运算得到相应的电流偏差,再将电流偏差给入比例谐振调节器PR得到电压指令值和
将和分别与之前三相电压uA,B,C进行abc/αβ变换得到的电压uα和uβ进行差运算得到相应的电压偏差,并将其进行αβ/abc坐标变换得到三相电压指令值和将所述三相电压指令值除以每相子模块数n得到A、B、C三相单元的调制波最终通过载波移相调制,得到MMC各个模块的脉冲信号。
所述根据MMC型能量路由器中的所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各DAB模块的脉冲信号,如图3所示,包括:
利用DAB模块的公共移相比d和x相第i个DAB模块的移相比修正值Δdxi进行差运算得到的差值即为x相第i个DAB模块的移相比dxi,最终经过移相调制得到多DAB输出并联***中各个DAB模块的脉冲信号。
三相四线制逆变器的输出级控制,如图4所示,由数据采集***采集逆变器输出侧三相相电压uan、ubn、ucn和三相电流以及中线电流iao、ibo、ico、ino;
三相相电压uan、ubn、ucn经过abc/dq坐标变换得到电压有功分量ud和电压无功分量uq,并将其分别与电压有功指令值和电压无功指令值进行比较,差值经过比例积分调节器PI-4后分别进行dq/abc坐标变换后经过正弦脉宽调制得到交流源荷级A、B、C桥臂驱动信号;
对所述三相电流iao、ibo、ico进行求和运算,三相电流之和与中线电流ino进行比较,差值经过比例积分调节器PI-5后进行正弦脉宽调制的到交流源荷级N桥臂驱动信号。
所述MMC型能量路由器包括:依次连接的三相半桥型MMC、多DAB并联输出***和逆变器。
所述三相半桥型MMC包括:每相包含上、下两个桥臂,每个桥臂均由n个半桥型子模块串联而成;
其中,所述半桥型子模块包括两个IGBT管,每个IGBT管反向并联一个二极管,上侧IGBT管的发射极与下侧IGBT管的集电极相连,两个IGBT管与电容并联形成直流输出端;
所述多DAB并联输出***包括:与所述三相半桥型MMC子模块数量相等的DAB模块;
其中,所述DAB模块包括两组H桥和一个中频变压器,两组H桥的交流端分别与中频变压器的原副边相连,位于原边一端的H桥的直流侧与MMC子模块电容直流输出端相连,位于副边一端的H桥的直流侧与同相其它DAB端口并联构成直流输出;
所述逆变器为传统的三相四线制逆变器,输入端与***低压直流端口相连;
其中,所述三相四线制逆变器由四个桥臂组成,每个桥臂有两个IGBT管,分别反向并联一个二极管。
实施例二
本发明实施例提出一种MMC型能量路由器的两级控制***,其总体结构如图5所示,包括:
数据采集模块、总直流电压控制模块、三相电流交流级控制模块和多DAB并联***的输入均压控制模块;
所述数据采集模块用于采集交流侧三相电压、三相电流以及所有MMC子模块和DAB模块的电容电压发送到所述三相电流交流级控制单元和所述总直流电压控制单元,采集低压直流输出侧电压和所述总直流电压控制单元输出的每相MMC子模块的电压平均值发送到所述多DAB并联***的输入均压控制单元;
所述总直流电压控制模块用于根据所述所有MMC模块的电容电压得到所述三相半桥型MMC中每相MMC子模块的电压平均值;
所述三相电流交流级控制模块用于根据所述数据采集***采集的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流,以及所述三相半桥型MMC中每相MMC子模块的电压平均值确定所述三相半桥型MMC中各MMC子模块的脉冲信号,并利用所述脉冲信号对MMC型能量路由器进行控制;
所述多DAB并联***的输入均压控制模块用于根据所述三相半桥型MMC中所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块的电压平均值确定所述多DAB并联输出***中各DAB模块的脉冲信号,并利用所述脉冲信号对MMC型能量路由器进行控制。
具体的,所述三相电流交流级控制模块,包括:
第一转换子单元:用于将所述数据采集***采集的交流侧三相电压和三相电流经abc/αβ变换得到两相静止坐标系下的电压和电流;
第一调节子单元,用于将设定的直流电压指令值和所述三相半桥型MMC中每相MMC子模块电压平均值之间的差值输入到比例积分调节器,得到指令有功电流值;
第二调节子单元,用于将所述指令有功电流值进行dq/αβ坐标变换得到两相静止坐标系下的指令电流,将所述两相静止坐标系下的指令电流与所述两相静止坐标系下的电流之间的差值输入比例谐振调节器得到电压指令值;
第二转换子单元,用于将所述电压指令值与所述两相静止坐标系下的电压之间的差值进行αβ/abc坐标变换得到三相电压指令值;
第一调制子单元,用于将所述三相电压指令值除以每相子模块数n得到A、B、C三相单元的调制波,所述调制波通过载波移相调制得到各MMC子模块的脉冲信号。
具体的,所述多DAB并联***的输入均压控制模块,包括:
第三调节子单元,用于将所述数据采集***采集的每个MMC子模块电容电压值和所述每相MMC子模块电压平均值之间的差值输入到比例积分调节器,得到每个DAB模块的移相比修正值;
第四调节子单元,用于将设定的输出电压指令值和所述数据采集***采集的低压直流输出侧电压之间的差值输入到比例积分调节器,得到DAB模块的公共移相比;
第二调制子单元,用于根据所述DAB模块的公共移相比和所述每个DAB模块的移相比修正值之间的差值得到对应DAB模块的移相比,通过移相调制得到每个DAB模块的脉冲信号。
所述MMC型能量路由器包括:依次连接的三相半桥型MMC、多DAB并联输出***和逆变器,三相半桥型MMC与三相交流电网相连;
具体的,所述三相半桥型MMC包括:每相包含上、下两个桥臂,每个桥臂均由n个半桥型子模块串联而成,如图6所示;
其中,所述半桥型子模块包括两个IGBT管,每个IGBT管反向并联一个二极管,上侧IGBT管的发射极与下侧IGBT管的集电极相连,两个IGBT管与电容并联形成直流输出端;
所述多DAB并联输出***包括:与所述三相半桥型MMC子模块数量相等的DAB模块;
其中,所述DAB模块包括两组H桥和一个中频变压器,两组H桥的交流端分别与中频变压器的原副边相连,位于原边一端的H桥的直流侧与MMC子模块电容直流输出端相连,位于副边一端的H桥的直流侧与同相其它DAB端口并联构成直流输出;
所述逆变器为传统的三相四线制逆变器,输入端与***低压直流端口相连;
其中,所述三相四线制逆变器由四个桥臂组成,每个桥臂有两个IGBT管,分别反向并联一个二极管。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种MMC型能量路由器的两级控制方法,其特征在于,所述方法包括:
根据所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流,以及MMC型能量路由器中每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号;
根据MMC型能量路由器中的所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各DAB模块的脉冲信号;
分别利用MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号和各DAB模块的脉冲信号对MMC型能量路由器进行两级控制。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流,以及MMC型能量路由器中每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号,包括:
a.设定直流电压指令值;
b.将所述直流电压指令值和所述每相MMC子模块的电压平均值之间的差值输入到比例积分调节器,得到指令有功电流值;
c.将所述指令有功电流值进行dq/αβ坐标变换得到两相静止坐标系下的指令电流,将所述两相静止坐标系下的指令电流分别与所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电流之间的差值输入比例谐振调节器得到电压指令值;
d.将所述电压指令值与所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压之间的差值进行αβ/abc坐标变换得到三相电压指令值;
e.将所述三相电压指令值除以每相子模块数n得到A、B、C三相单元的调制波,所述调制波通过载波移相调制得到各MMC子模块的脉冲信号。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据MMC型能量路由器中的所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块电压平均值确定MMC型能量路由器中各DAB模块的脉冲信号,包括:
f.设定输出电压指令值;
g.将所述每相MMC子模块电容电压值和所述每相MMC子模块电压平均值之间的差值输入到比例积分调节器,得到每个DAB模块的移相比修正值;
h.将低压直流输出侧电压和所述输出电压指令值之间的差值输入到比例积分调节器,得到DAB模块的公共移相比;
i.根据所述DAB模块的公共移相比和所述每个DAB模块的移相比修正值之间的差值得到对应DAB模块的移相比,通过移相调制得到每个DAB模块的脉冲信号。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述MMC型能量路由器包括:依次连接的三相半桥型MMC、多DAB并联输出***和逆变器。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述三相半桥型MMC包括:每相包含上、下两个桥臂,每个桥臂均由n个半桥型子模块串联而成;
其中,所述半桥型子模块包括两个IGBT管,每个IGBT管反向并联一个二极管,上侧IGBT管的发射极与下侧IGBT管的集电极相连,两个IGBT管与电容并联形成直流输出端;
所述多DAB并联输出***包括:与所述三相半桥型MMC子模块数量相等的DAB模块;
其中,所述DAB模块包括两组H桥和一个中频变压器,两组H桥的交流端分别与中频变压器的原副边相连,位于原边一端的H桥的直流侧与MMC子模块电容直流输出端相连,位于副边一端的H桥的直流侧与同相其它DAB端口并联构成直流输出;
所述逆变器为三相四线制逆变器,输入端与***低压直流端口相连;
其中,所述三相四线制逆变器由四个桥臂组成,每个桥臂有两个IGBT管,分别反向并联一个二极管。
6.一种MMC型能量路由器的两级控制***,其特征在于,所述***包括:数据采集模块、总直流电压控制模块、三相电流交流级控制模块和多DAB并联***的输入均压控制模块;
所述数据采集模块用于采集交流侧三相电压、三相电流以及所有MMC子模块和DAB模块的电容电压发送到所述三相电流交流级控制单元和所述总直流电压控制单元,采集低压直流输出侧电压和所述总直流电压控制单元输出的每相MMC子模块的电压平均值发送到所述多DAB并联***的输入均压控制单元;
所述总直流电压控制模块用于根据所述所有MMC模块的电容电压得到所述三相半桥型MMC中每相MMC子模块的电压平均值;
所述三相电流交流级控制模块用于根据所述数据采集***采集的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流,以及所述三相半桥型MMC中每相MMC子模块的电压平均值确定所述三相半桥型MMC中各MMC子模块的脉冲信号,并利用所述脉冲信号对MMC型能量路由器进行控制;
所述多DAB并联***的输入均压控制模块用于根据所述三相半桥型MMC中所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块的电压平均值确定所述多DAB并联输出***中各DAB模块的脉冲信号,并利用所述脉冲信号对MMC型能量路由器进行控制。
7.如权利要求6所述的***,其特征在于,所述三相电流交流级控制模块包括:
第一转换子单元:用于将所述数据采集***采集的交流侧三相电压和三相电流经abc/αβ变换得到两相静止坐标系下的电压和电流;
第一调节子单元,用于将设定的直流电压指令值和所述三相半桥型MMC中每相MMC子模块电压平均值之间的差值输入到比例积分调节器,得到指令有功电流值;
第二调节子单元,用于将所述指令有功电流值进行dq/αβ坐标变换得到两相静止坐标系下的指令电流,将所述两相静止坐标系下的指令电流与所述两相静止坐标系下的电流之间的差值输入比例谐振调节器得到电压指令值;
第二转换子单元,用于将所述电压指令值与所述两相静止坐标系下的电压之间的差值进行αβ/abc坐标变换得到三相电压指令值;
第一调制子单元,用于将所述三相电压指令值除以每相子模块数n得到A、B、C三相单元的调制波,所述调制波通过载波移相调制得到各MMC子模块的脉冲信号。
8.如权利要求6所述的***,其特征在于,所述多DAB并联***的输入均压控制模块,包括:
第三调节子单元,用于将所述数据采集***采集的每个MMC子模块电容电压值和所述每相MMC子模块电压平均值之间的差值输入到比例积分调节器,得到每个DAB模块的移相比修正值;
第四调节子单元,用于将设定的输出电压指令值和所述数据采集***采集的低压直流输出侧电压之间的差值输入到比例积分调节器,得到DAB模块的公共移相比;
第二调制子单元,用于根据所述DAB模块的公共移相比和所述每个DAB模块的移相比修正值之间的差值得到对应DAB模块的移相比,通过移相调制得到每个DAB模块的脉冲信号。
9.如权利要求6所述的***,其特征在于,所述MMC型能量路由器包括:依次连接的三相半桥型MMC、多DAB并联输出***和逆变器。
10.如权利要求9所述的***,其特征在于,所述三相半桥型MMC包括:每相包含上、下两个桥臂,每个桥臂均由n个半桥型子模块串联而成;
其中,所述半桥型子模块包括两个IGBT管,每个IGBT管反向并联一个二极管,上侧IGBT管的发射极与下侧IGBT管的集电极相连,两个IGBT管与电容并联形成直流输出端;
所述多DAB并联输出***包括:与所述三相半桥型MMC子模块数量相等的DAB模块;
其中,所述DAB模块包括两组H桥和一个中频变压器,两组H桥的交流端分别与中频变压器的原副边相连,位于原边一端的H桥的直流侧与MMC子模块电容直流输出端相连,位于副边一端的H桥的直流侧与同相其它DAB端口并联构成直流输出;
所述逆变器为三相四线制逆变器,输入端与***低压直流端口相连;
其中,所述三相四线制逆变器由四个桥臂组成,每个桥臂有两个IGBT管,分别反向并联一个二极管。
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