[发明专利]一种能源互联网用紧凑型电力电子变压器及其控制方法

权利要求书

1.一种能源互联网用紧凑型电力电子变压器，其特征在于：包括隔离控制电路、维也纳整流电路和三电平隔离DC/DC电路，

所述隔离控制电路的输入端外接10kV交流高压，所述隔离控制电路的输出端与维也纳整流电路的输入端相连接，所述维也纳整流电路的输出端与三电平隔离DC/DC电路相连接，所述三电平隔离DC/DC电路的输出端为400V直流电压用于给负载供电，

所述三电平隔离DC/DC电路，包括依次串联的三电平逆变电路、隔离变压器、两电平整流电路，

所述三电平逆变电路的输入端为三电平隔离DC/DC电路的输入端与维也纳整流电路的输出端相连接，所述两电平整流电路两电平整流电路的输出端为三电平逆变电路的输出端用于给负载供电，所述隔离控制电路、维也纳整流电路和三电平隔离DC/DC电路均选择SiC-MOSFET半导体器件，还包括用于采集电路参数的检测电路，分别与隔离控制电路、维也纳整流电路和三电平隔离DC/DC电路对应的检测电路连接的控制器，

所述控制器用于对能源互联网用紧凑型电力电子变压器进行闭环控制，生成对隔离控制电路、维也纳整流电路和三电平隔离DC/DC电路的控制指令，所述控制器包括功率控制模块、电能质量调节模块和电流环控制模块，

所述功率控制模块，用于确定电力电子变压器的有功电流指令值；

所述电能质量调节模块，用于确定电力电子变压器的无功谐波电流指令值，根据所述有功电流指令值和所述无功谐波电流指令值，确定电力电子变压器的复合电流指令值；

所述电流环控制模块，用于检测电力电子变压器的输出电流，通过电流控制算法，控制所述电力电子变压器的输出电流跟随所述复合电流指令值变化，

所述能源互联网用紧凑型电力电子变压器的控制方法，包括以下步骤，

步骤（A），通过检测电路实时监测维也纳整流电路与高压配电网连接的状态；

步骤（B），当高压配电网发生故障时，控制器发送的控制指令给隔离控制电路，断开维也纳整流电路和高压配电网的连接；

步骤（C），当高压配电网正常工作时，发送给控制器，用于进行运行模式切换判断；

步骤（D），控制器发送并网切换命令给维也纳整流电路和三电平隔离DC/DC电路，且高压配电网处于正常运行状态下，维也纳整流电路和三电平隔离DC/DC电路启动并网切换控制；

步骤（E），切换完成后，电力电子变压器，则转到步骤（A）；

其中，步骤（D），维也纳整流电路和三电平隔离DC/DC电路启动并网切换控制，包括如下，

（D1），整流侧维也纳整流电路工作于整流模式，控制输出端的电压；

（D2），三电平隔离DC/DC电路使用低压直流母线电压外环，模块功率内环的双环控制结构，输出侧的直流电压稳定在400V，该三 电平隔离DC/DC电路使用低压直流母线电压外环过程包括如下：

（D21）将维也纳整流电路输出的电流与三电平隔离DC/DC电路的输出电流作差，得到差值；

（D22）对所述差值进行电流闭环控制，得到维也纳整流电路的控制信号；

（D23）根据维也纳整流电路的控制信号，得到三电平隔离DC/DC电路的输出电压波形；

（D24）根据三电平隔离DC/DC电路的输出电压波形，通过滤波电感，得到能源互联网用紧凑型电力电子变压器的整体输出电流。