[发明专利]开关电容接入式直流变压器及直流变压器的控制方法

说明书

本申请涉及一种开关电容接入式直流变压器及直流变压器的控制方法。所述方法包括：获取所述开关电容接入式直流变压器中各所述直流变换单元的中压侧电容的实时电压值，并根据所述实时电压值对所述直流变换单元排序；根据所述开关电容接入式直流变压器的电流方向，确定所述开关电容接入式直流变压器的充放电状态；根据排序结果及所述充放电状态控制各所述直流变换单元的工作状态，确定第一预设数量个所述直流变换单元为功率传输模块及第二预设数量个所述直流变换单元为冗余模块。采用本方法能够使SCDCT整个运行过程中始终维持其中压侧所有子模块电容电压的均衡，从而避免冗余子模块替换时可能出现的电流冲击。

技术领域

本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种关电容接入式直流变压器及直流变压器的控制方法。

背景技术

直流变压器是中压直流配电网中完成电能传输与电压变换的关键设备。常规的直流变压器采用输入串联输出并联的双主动全桥(Dual-Active-Bridge，DAB)来构建。然而，由于直流侧存在电容，DAB型直流变压器中不能实现在线冗余模块的连接，降低了直流变压器与直流配电网的可靠性。同时，在直流母线故障时，DAB型直流变压器中的电容将出现很大的放电电流，影响直流配电网的故障处理速度。鉴于上述背景，为了满足直流配电网的故障清除与直流变压器的冗余子模块设计需要，开关电容接入型直流变压器(SwitchedCapacitor based DC Transformer，SCDCT)被提出，且被认为是有希望应用于中压直流配电网实际工程的关键拓扑。

在传统的关于SCDCT的研究中，由于未考虑到冗余模块的存在，简单的将其作为了直流电源进行处理，均未对其内部所含的冗余模块的电容电压维持控制方法进行探索，使得工程人员对SCDCT中冗余模块的使用方法仍停留在初步阶段，造成冗余模块的电容电压由于长时间的未充电，严重偏离额定电压值。在冗余模块投入时，带来SCDCT内部出现大的电流冲击，危害SCDCT内的电力电子开关器件，减小SCDCT的运行可靠性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种开关电容接入式直流变压器及直流变压器的控制方法，使冗余模块的电容电压恒定，在投入使用时能避免电流冲击的出现。

为了实现上述目的及其他目的，本申请的一方面提供了一种直流变压器的控制方法，应用于开关电容接入式直流变压器，所述开关电容接入式直流变压器包括预设数量个直流变换单元，各所述直流变换单元的输入端均与中压直流母线电连接，各所述直流变换单元的输出端均与低压直流母线电连接，所述方法包括：

获取所述开关电容接入式直流变压器中各所述直流变换单元的中压侧电容的实时电压值，并根据所述实时电压值对所述直流变换单元排序；其中，所述中压侧电容为靠近所述中压直流母线的电容；

根据所述开关电容接入式直流变压器的电流方向，确定所述开关电容接入式直流变压器的充放电状态；

根据排序结果及所述充放电状态控制各所述直流变换单元的工作状态，确定第一预设数量个所述直流变换单元为功率传输模块及第二预设数量个所述直流变换单元为冗余模块，所述第一预设数量与所述第二预设数量之和小于或等于所述预设数量。

与上述实施例中的直流变压器的控制方法中，首先获取SCDCT中各所述直流变换单元的中压侧电容并排序，然后根据电流方向判断充放电状态，最够根据排序和充放电状态确定直流变换单元的工作状态，通过排序，将冗余模块及功率传输模块的中压侧电容无差别对待，使SCDCT中压侧的所有电容电压保持一致，避免了冗余模块投入使用时出现电流冲击。

在其中一个实施例中，所述根据所述实时电压值对所述直流变换单元排序包括：

按照对应的实时电压值升序/降序将N个所述直流变换单元排序，N小于或等于预设数量。以便于确定充放电状态后根据不同状态进行相应排序状态选择。