[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

摘要

本发明公开一种具有故障穿越能力的直流固态变压器及其控制方法。该直流固态变压器包括一个滤波电感、一个全桥子模块、N‑1个半桥子模块以及N个DC‑DC隔离型变换器。桥式子模块互相级联后与滤波电感串联接入中压直流电网，每个桥式子模块的输出端与每个DC‑DC隔离型变换器的直流输入端连接，所有DC‑DC隔离型变换器的直流输出端并联后与低压直流电网连接。当中压直流电网发生短路故障时，若故障后的中压直流电网电压高于预设阈值，本发明直流固态变压器通过调节全部桥式子模块占空比实现故障穿越；若直流电压低于或等于预设阈值，本发明直流固态变压器通过关停半桥子模块及其所连接DC‑DC隔离型变换器，仅全桥子模块及其所连接的DC‑DC隔离型变换器工作实现故障穿越。

主权项

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。