【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力管理控制領域，具體涉及一種用于三相三線級聯電力轉換裝置的諧波抑制方法和裝置。
技術介紹
1、采用模塊化級聯拓撲的級聯h橋電力轉換裝置用于將中壓電網的功率轉換為低壓直流側的直流功率。級聯h橋電力轉換裝置不僅具有功率密度高，體積小等特點，并且具有電平數多、諧波特性好、調劑速度快等突出優點，非常適合應用于超大規模電源。
2、圖1示出了模塊化的級聯h橋電力轉換裝置的拓撲結構示意圖。級聯h橋電力轉換裝置的r、s和t相中的每一相的結構一致。每一相的任意一級的結構主要包括用于接收中壓電網側的交流電壓的整流模塊(圖1中的左側ac/dc)、用于接收h橋整流模塊輸出的整流功率的浮動直流側、將所述浮動直流側上的功率隔離轉換到圖1右側的低壓直流側的雙有源橋(d-ab)模塊(包括圖1中的中間dc/ac、隔離變壓器以及右側ac/dc)，其中每一相的各個級的全橋整流模塊在輸入端依次串聯，三相的全部雙有源橋模塊除了旁路級之外均在低壓直流側并聯。典型的中壓交流輸入側電壓約為10kv交流電壓，浮動直流側的電壓約為9600v直流電壓，低壓直流側則大幅降低到800v直流電壓。因此能夠便利地級聯h橋電力轉換裝置將中壓電網電力轉換提供給低壓直流側并逆變輸出到負載。為了更清楚地示出級聯h橋電力轉換裝置的電路連接關系，圖1未示出其中的低壓直流側所連接的dc/ac逆變部分、負載、控制裝置和用于檢測電壓的檢測裝置等電路模塊。
3、現有技術中的級聯h橋電力轉換裝置在浮動直流側存在二階以上的電壓諧波，必須在其進入交流輸入電網前將其消除，因此浮
技術實現思路
1、針對現有技術存在的上述問題，本專利技術的第一方面提供一種控制三相三線的級聯h橋電力轉換裝置的方法，所述級聯h橋電力轉換裝置具有結構相同的多個級，每一級包括順序連接的全橋整流模塊、浮動直流側、雙有源橋式變換器和低壓直流側，其中所述浮動直流側并聯有電容，所述全橋整流模塊將具有基頻的交流輸入的電壓整流為直流電壓并輸出到所述浮動直流側，所述雙有源橋式變換器接收所述直流電壓并將其轉換輸出到所述低壓直流側；
2、其中，所述方法包括：
3、計算所述雙有源橋式變換器進行直流-直流轉換情況下的所述全橋整流模塊輸出到所述浮動直流側的第一電流，所述第一電流由第一電流直流分量和第一電流二倍頻分量構成；
4、生成具有所述基頻的三倍頻的第一注入電壓以將其注入到所述浮動直流側，并將所述第一電流二倍頻分量的至少一部分傳遞到所述低壓直流側，其中，
5、所述浮動直流側的總電流在所述第一注入電壓注入后由所述第一電流和第二電流構成，其中所述第二電流由第二電流二倍頻分量和第二電流四倍頻分量構成，以及其中所述第一注入電壓的幅值和相角被配置為使得所述第一電流二倍頻分量和第二電流二倍頻分量至少部分地抵消。
6、優選的，在所述控制三相三線的級聯h橋電力轉換裝置的方法中，所述第一注入電壓未注入時，所述全橋整流模塊的電壓表示為：
7、u′in＝ufudc?sin(ωt)
8、所述第一注入電壓表示為：
9、uin?j?sin(3ωt)＝u3rdudc?sin(3ωt)，以及
10、注入所述第一注入電壓時，所述全橋整流模塊的電壓表示為：
11、uin＝u′in+uin?j-3?sin(3ωt)＝ufudc?sin(ωt)+u3rdudc?sin(3ωt)
12、其中uf為所述全橋整流模塊的轉換系數，udc為所述浮動直流側的電壓，ω為交流輸入頻率，以及其中，所述第一注入電壓的幅值被配置為滿足以下第一參考波幅值約束以避免所述全橋整流模塊在注入所述第一注入電壓時的波形失真：
13、|uf?sin(ωt)+u3rd?sin(3ωt)|≤1。
14、優選的，在所述控制三相三線的級聯h橋電力轉換裝置的方法中，單相交流輸入的電流為im?sin(ωt)，注入所述第一注入電壓時的所述浮動直流側總電流表示為
15、
16、其中，a＝-(uf-u3rd)，b＝-u3rd，以及
17、所述第一注入電壓的幅值被配置為在滿足所述第一參考波幅值約束的前提下使得最小。
18、優選的，在所述控制三相三線的級聯h橋電力轉換裝置的方法中，所述第一注入電壓被配置為滿足：
19、u3rd＝uf/2。
20、優選的，所述三相三線的級聯h橋電力轉換裝置的每一相包括至少一個旁路級和一個冗余級；所述方法還包括：對于每一相，除了所述第一注入電壓之外，生成具有所述基頻的五倍頻的第二注入電壓和與其頻率相同但相位相反的第三注入電壓；控制全橋整流模塊將所述第二注入電壓、所述交流輸入電壓、所述第一注入電壓疊加輸出到所述冗余級的浮動直流側，其中所述浮動直流側總電流在所述第一和第二注入電壓注入后由所述第一、第二電流和第三電流構成，其中所述第三電流由第三電流四倍頻分量和第三電流六倍頻分量構成，以及其中所述第二注入電壓的幅值和相角被配置為使得所述第二電流四倍頻分量和所述第三電流四倍頻分量至少部分地抵消；控制全橋整流模塊將所述第三注入電壓注入所述旁路級的浮動直流側。
21、優選的，在所述控制三相三線的級聯h橋電力轉換裝置的方法中，未注入所述第一注入電壓時，所述全橋整流模塊的電壓表示為：
22、uin＝uf?udcsin(ωt)
23、所述第一注入電壓表示為：
24、uin?j-3?sin(3ωt)＝u3rdudc?sin(3ωt)，
25、所述第二注入電壓表示為：
26、uin?j-5thsin(5ωt)＝u5thudc?sin(5ωt)，
27、其中uf為所述全橋整流模塊的轉換系數，udc為所述浮動直流側的電壓，ω為交流輸入頻率，以及其中，所述第一、第二注入電壓的幅值被配置為滿足以下第二參考波幅值約束以減小所述全橋整流模塊在注入所述第一、第二注入電壓時的波形失真程度：
28、|uf?sin(ωt)+u3rd?sin(3ωt)+u5th?sin(5ωt)|≤1。
29、優選的，在所述控制三相三線的級聯h橋電力轉換裝置的方法中，單相交流輸入的電流表示為im?sin(ωt)，注入所述第一注入電壓時的所述浮動直流側總電流表示為
30、
31、其中，a＝-(uf-u3rd)，b＝-(u3rd-u5th)，c＝-u5th，以及
32、所述第一、第二注入電壓被配置為在滿足所述第二參考波幅值約束的前提下使得最小。
33、優選的，在所述控制三相三線的級聯h橋電力轉換裝置的方法中，所述級聯h橋電力轉換裝置的三相中的至少一相包括冗余級，所述方法還包括：
34、在更換所述冗本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種控制三相三線的級聯H橋電力轉換裝置的方法，所述級聯H橋電力轉換裝置具有結構相同的多個級，每一級包括順序連接的全橋整流模塊、浮動直流側、雙有源橋式變換器和低壓直流側，其中所述浮動直流側并聯有電容，所述全橋整流模塊將具有基頻的交流輸入的電壓整流為直流電壓并輸出到所述浮動直流側，所述雙有源橋式變換器接收所述直流電壓并將其轉換輸出到所述低壓直流側；
2.根據權利要求1所述的方法，其中，
3.根據權利要求2所述的方法，其中，單相交流輸入的電流為Imsin(ωt)，注入所述第一注入電壓時的所述浮動直流側總電流表示為
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述第一注入電壓被配置為滿足：
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述三相三線的級聯H橋電力轉換裝置的每一相包括至少一個旁路級和一個冗余級；
6.根據權利要求5所述的方法，其中，
7.根據權利要求6所述的方法，其中，單相交流輸入的電流表示為Imsin(ωt)，注入所述第一注入電壓時的所述浮動直流側總電流表示為
8.根據權利要求1至7任一項所述的方法，其
9.根據權利要求1至7任一項所述的方法，其中，將所述第一電流二倍頻分量的至少90％通過所述雙有源橋式變換器傳遞到所述低壓直流側；或者將所述第一電流二倍頻分量全部通過所述雙有源橋式變換器傳遞到所述低壓直流側以使得所述浮動直流側僅保留所述直流分量。
10.根據權利要求1至7任一項所述的方法，其中，所述第一注入電壓幅值和相角被配置為使得所述第一、第二二倍頻電流分量全部抵消。
11.一種三相三線的級聯H橋電力轉換裝置，其被配置為實現權利要求1至10任一項所述的控制方法。
12.根據權利要求11所述的級聯H橋電力轉換裝置，其特征在于，其被配置為實現權利要求5至7任一項所述的控制方法，其中
...【技術特征摘要】
1.一種控制三相三線的級聯h橋電力轉換裝置的方法，所述級聯h橋電力轉換裝置具有結構相同的多個級，每一級包括順序連接的全橋整流模塊、浮動直流側、雙有源橋式變換器和低壓直流側，其中所述浮動直流側并聯有電容，所述全橋整流模塊將具有基頻的交流輸入的電壓整流為直流電壓并輸出到所述浮動直流側，所述雙有源橋式變換器接收所述直流電壓并將其轉換輸出到所述低壓直流側；
2.根據權利要求1所述的方法，其中，
3.根據權利要求2所述的方法，其中，單相交流輸入的電流為imsin(ωt)，注入所述第一注入電壓時的所述浮動直流側總電流表示為
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述第一注入電壓被配置為滿足：
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述三相三線的級聯h橋電力轉換裝置的每一相包括至少一個旁路級和一個冗余級；
6.根據權利要求5所述的方法，其中，
7.根據權利要求6所述的方法，其中，單相交流...
【專利技術屬性】
技術研發人員：于健雄，段佳杰，羅成，王騁，
申請(專利權)人：伊頓智能動力有限公司，
類型：發明
國別省市：
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