[发明专利]电力电子变压器出口短路故障稳态电流获取方法

权利要求书

1.一种电力电子变压器出口短路故障稳态电流获取方法，其特征在于，从DC/DC变换器整体性出发构建内部存在损耗的直流变压器模型，通过计算电压变比K_u与电流变比K_i得出电压电流变比结果后将低压直流处故障电阻折算到上一级直流线路末端，从而最终问题转变为上一级直流线路故障问题，利用交流电源出口处直流线路故障分析方法获得出口短路故障稳态电流；

所述的直流变压器模型包括：三电平逆变器和不控整流器，其中：DC/DC变换器输入侧设有串联二极管以防止上一级直流线路发生故障时产生故障电流倒送，不控整流器的出口分别设有用于平稳整流器输出电流的串联电感、用于平稳低压直流线路输出电压的并联电容以及故障电感与故障电阻；

所述的直流线路故障分析方法是指：根据电压变比K_u与电流变比K_i得到电力电子变压器出口短路故障整体结构模型，该模型将DC/DC变换器等效为一个电压变比K_u与电流变比K_i的变压器，将电力电子变压器出口短路故障转化为交流电源出口处直流线路故障处理，得到了的上一级，即中压等效故障电阻为R′_up＝R_up+R·K_u/K_i，其中：R_up为上一级，即中压直流线路电阻值，利用交流电源出口处直流线路稳态故障电流的计算方法，得到上一级，即中压直流稳态故障电流I_mvf，再利用电流变比得到低压直流稳态故障电流I_lvf，同时也能得到中压直流的稳态故障电压U_mvf＝U_lvf·K_u和低压直流的稳态故障电压U_lvf＝I_lvf·R，R为故障电阻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的电流变比是指：

故障稳态时，电感电流无波动，电容电压无波动，此时中压直流稳态故障电流I_mvf＝I_inv，I_t1·k_t＝I_t2，I_rec＝I_lvf，其中：I_t1为单向变压器中流经主线圈的电流，k_t为单向变压器变比，单相变压器中流经副线圈的电流I_t2经过不控整流器后得到I_rec的过程，即等效为一个取绝对值的过程：即无论I_t2是正或是负，I_rec方向不变、大小和I_t2相同，相当于I_rec＝|I_t2|，其中：|I_t2|是副线圈电流绝对值的平均值；

故障情况下，因为电压跌落，低压直流线路电压无法维持正常水平，三电平逆变器的脉冲控制信号均达到限值，换流器件的通断规律恒定，三电平逆变器中I_inv和I_t1之间的关系通过比例系数关联：I_inv＝k_inv·|I_t1|，其中：k_inv为比例系数；

综上计算得到电流变比

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的电压变比是指：当三电平逆变器工作时，基于功率守恒，因此满足：其中：R_d为换流器件的电阻，结合电流关系以及U_lvf＝R·I_lvf计算得到电压变比：