[发明专利]一种具有故障穿越能力的直流固态变压器及其控制方法

权利要求书

1.一种具有故障穿越能力的直流固态变压器的控制方法，其特征在于：

所述的直流固态变压器包括一个滤波电感、N个DC-DC隔离型变换器以及N个桥式子模块，所述的N个桥式子模块包含一个全桥子模块以及N-1个半桥子模块，所述N个桥式子模块级联后的直流输入端正极串联所述滤波电感后与中压直流电网的正极连接，所述N个桥式子模块级联后的直流输入端负极与中压直流电网的负极连接，每个DC-DC隔离型变换器的直流输入侧形成直流输入端口，每个直流输入端口各与一个桥式子模块的直流输出端连接，所述N个DC-DC隔离型变换器的直流输出侧并联后形成直流输出端口，直流输出端口与低压直流电网连接；

所述直流固态变压器的控制方法包括正常工况控制及故障穿越控制：正常工况控制下，全桥子模块工作在1/0模式，直流固态变压器通过调节全部桥式子模块的工作占空比来实现直流电网间的双向功率流动，DC-DC隔离型变换器中的全控型开关以恒定50％占空比工作；故障穿越控制下，若中压直流电网电压高于预设阈值，所述直流固态变压器工作状况同正常工况控制下的工作状况，通过调节全部桥式子模块的工作占空比实现故障穿越；若中压直流电网电压低于或等于预设阈值，全桥子模块工作在1/-1模式，半桥子模块工作在0模式，全桥子模块所连接的DC-DC隔离型变换器中的全控型开关以恒定50％占空比工作，半桥子模块所连接的DC-DC隔离型变换器中的全控型开关闭锁，通过调节全桥子模块的工作占空比实现故障穿越。

2.根据权利要求1所述的一种具有故障穿越能力的直流固态变压器的控制方法，其特征在于：

所述DC-DC隔离型变换器包括逆变器、LC串联谐振环节、中频变压器、整流器和第一电容，所述逆变器的直流侧与桥式子模块的直流输出端连接，所述逆变器的交流侧串联所述LC串联谐振环节后连接所述中频变压器的原边，所述整流器的交流侧连接所述中频变压器的副边，所述整流器的直流侧并联所述第一电容，所述整流器的直流侧连接低压直流电网；

所述逆变器和所述整流器均包括四个含反并联二极管的全控型开关，四个含反并联二极管的全控型开关连接成全桥结构；LC串联谐振环节包括谐振电感和谐振电容，成串联形式连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有故障穿越能力的直流固态变压器的控制方法，其特征在于：

所述全桥子模块包括两个半桥桥臂和一个第二电容，所述半桥桥臂由上下两个含反并联二极管的全控型开关串联组成，所述的两个半桥桥臂的上管的集电极均与第二电容的正极相连，下管的发射极均与第二电容的负极连接，所述两个半桥桥臂的中点作为全桥子模块的直流输入端，所述第二电容的正负极作为全桥子模块的直流输出端；

所述半桥子模块包括一个半桥桥臂和一个第三电容，所述半桥桥臂的上管的集电极与第三电容的正极相连，下管的发射极与第三电容的负极连接，所述半桥桥臂的中点与桥臂下管的发射极作为半桥子模块的直流输入端，所述第三电容的正负极作为半桥子模块的直流输出端。