【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变压器控制领域，特别涉及一种二分裂直流变压器的控制方法及装置。
技术介绍
1、光伏全直流汇集与送出系统是一种新型的光伏发电并网系统。它的汇集与送出均采用直流方案实现，各电压等级之间采用直流变压器进行变压。该系统较传统交流汇集与送出系统具有稳定性强、谐波少、无需无功补偿、控制简单等特点，具有良好的应用前景，是大容量光伏发电并网的有效手段。
2、然而，光伏全直流汇集与送出系统中，需要多层级直流变压，包括低压直流至中压直流、中压直流至高压直流的变换。其中，中压直流至高压直流的变换需要高压直流变压器实现。二分裂高压直流变压器是一种新型的高压直流变压器拓扑，其结构如图1所示，该拓扑的工作原理为：
3、交流侧：如图2所示，高压侧与低压侧全桥分别输出正弦波交流电压，通过调节高压侧和低压侧交流电压的幅值和相位可以控制由高压侧传递至低压侧的功率；低压侧两台单相mmc直流侧和交流侧并联，需要控制两台单相mmc并联电流的大小，以保证二者的一致性；
4、直流侧：mmc上下桥臂直流电压之和始终不变，等于直流端口电压；左右桥臂直流侧并联，输出的直流电压相同，各分担一半的直流端口电流。
5、由于mmc的子模块存在二倍频波动，二分裂直流变压器拓扑不论是高压侧还是低压侧，都是由单相mmc组成的，单相mmc的上、下、左、右桥臂二倍频波动相位一致，会在直流端口产生巨大的二倍频脉动电压，造成直流纹波电流增大，这需要经过较大的直流滤波器消除，导致成本增加。与此同时，低压侧两台单相mmc并联，存在并联不均流问题
技术实现思路
1、针对使用现有二分裂直流变压器造成直流纹波电流增大、并联不均流导致电流增大进而增加成本的问题，本专利技术提供一种二分裂直流变压器的控制方法，通过控制高压侧直流端口纹波抑制控制、低压侧并联均流控制，实现减少端口纹波电流、减少并联不均流问题，从而降低成本。
2、本专利技术采用技术方案如下：一种二分裂直流变压器的控制方法，包括：
3、步骤1，针对二分裂直流变压器的高压侧进行控制：
4、步骤1.1，根据采集的高压交流侧电压值和电流值进行第一电压外环控制，以获得第一无功轴电流参考值和第一有功轴电流参考值：
5、步骤1.2，根据获得的第一无功轴电流参考值和第一有功轴电流参考值进行第一内环电流控制，以获得高压侧交流调制波电压；
6、步骤1.3，根据采集的高压直流母线电流进行二倍频波纹抑制控制，以获得调制波修正量，用于抑制高压直流侧二倍频电流；
7、步骤1.4，将高压侧交流调制波电压和调制波修正量叠加后参与最近电平调制，获得高压侧子模块的投切信号，以控制高压侧子模块投切，用于实现高压直流到高压交流的变换；
8、步骤2，针对二分裂直流变压器的低压侧进行控制：
9、步骤2.1，根据采集低压直流母线电压进行第二电压外环控制，以获得第二有功轴电流参考值；
10、步骤2.2，根据第二无功轴电流参考值和获得的第二有功轴电流参考值进行第二内环电流控制，获得低压侧交流调制波；
11、步骤2.3，通过将低压侧交流调制波参与最近电平调制(nlm)，获得低压侧模块投切信号，控制低压侧子模块投切，用于实现低压直流到低压交流的变换；
12、其中，步骤1和步骤2顺序可调换。
13、进一步地，所述二分裂直流变压器高压侧包括一个高压侧单相模块化多电平换流器，所述高压侧单相模块化多电平换流器(简称高压侧单相mmc)采用步骤1的控制方法；所述二分裂直流变压器低压侧包括两个低压侧单相模块化多电平换流器(简称低压侧单相mmc)，所述两个低压侧单相模块化多电平换流器分别采用步骤2的控制方法。
14、高压侧定交流端口电压，为低压侧控制提供交流参考电压；低压侧定交流电流，两台单相mmc交流电流一致，由于低压交流电压均为高压交流电压经变压器按变比变化所得，只要变比一致，两台低压单相mmc的交流电压就一致，加之交流电流一致，因此功率就一致。在交流侧功率一致的情况下，根据功率守恒原理，直流侧功率就一致。又由于直流侧并联，直流电压一致，因此两台单相mmc的直流侧电流一致。综上所述，两台单相mmc的交流、直流电流均一致，因此可以实现电流均衡的功能。
15、进一步地，步骤1.1具体过程为：
16、步骤1.1.1，采集高压交流侧电压值和电流值；
17、步骤1.1.2，在dq坐标下，控制交流电压q轴分量为0，经pi调节器处理后获得第一无功轴电流参考值；
18、步骤1.1.3，在dq坐标下，控制交流电压d轴分量为有功轴电压参考值，经pi调节器处理后获得第一有功轴电流参考值。
19、该步骤为高压侧电压外环，即第一电压外环控制，作用为控制高压侧单相mmc在交流侧提供稳定的交流电压，为低压侧控制提供电压参考。
20、进一步地，步骤1.2具体过程为：
21、步骤1.2.1，通过dq变换采集的高压交流侧电流，获得第一无功轴电流和第一有功轴电流；通过dq变换采集的高压交流侧电压，获得第一无功轴电压和第一有功轴电压；
22、步骤1.2.2，通过pi调节器分别处理第一无功轴电流参考值与第一无功轴电流的差，以及第一有功轴电流参考值与第一有功轴电流的差，分别获得无功轴电流内环pi调节器输出和有功轴电流内环pi调节器输出；
23、步骤1.2.3，通过交叉解耦相分别处理第一无功轴电流和第一有功轴电流，分别获得第一无功轴交叉解耦输出和第一有功轴交叉解耦输出；
24、步骤1.2.4，通过dq变换器分别处理第一无功轴电压减去第一无功轴电流内环pi调节器输出和第一有功轴交叉解耦输出后获得的差值、以及第一有功轴电压加上第一无功轴交叉解耦输出再减去第一有功轴电流内环pi调节器输出后获得的值，得到高压侧交流调制波。
25、该步骤为高压侧电流内环，即第一电流内环控制，作为用控制高压侧电流以帮助电压外环实现控制目标，单独的电压外环控制响应速度较慢，加入电流内环后可以起到加快控制响应速度的效果。
26、进一步地，步骤1.3具体过程为：
27、步骤1.3.1，通过二倍频带通滤波器将采集的直流母线电流转换成二倍频电流；
28、步骤1.3.2，通过二倍频谐振控制器pr处理二倍频电流参考值与二倍频电流的差值，获得调制波修正量。
29、进一步地，二倍频电流参考值设置为0。
30、该步骤为二倍频电流抑制控制，能够主动抑制高压直流侧二倍频电流，从而高压直流侧无需二倍频滤波器，可以降低成本。步骤1.3的控制仅应用于高压侧，因为高压侧模块数多，控制精度高，控制效果较好。
31、进一步地，步骤2.1具体内容为：
32、步骤2.1.1，通过经dq变换采集低压交流侧电流，获得第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，所述二分裂直流变压器高压侧包括一个高压侧单相模块化多电平换流器，所述高压侧单相模块化多电平换流器采用步骤1的控制方法；所述二分裂直流变压器低压侧包括两个低压侧单相模块化多电平换流器，所述两个低压侧单相模块化多电平换流器分别采用步骤2的控制方法。
3.根据权利要求1所述的二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，步骤1.1具体过程为：
4.根据权利要求3所述的二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，步骤1.2具体过程为：
5.根据权利要求1所述的二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，步骤1.3具体过程为：
6.根据权利要求5所述的二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，二倍频电流参考值设置为0。
7.根据权利要求1所述的二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，步骤2.1具体内容为：
8.根据权利要求7所述的二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，步骤2.2具体过程为：
10.一种二分裂直流变压器的控制装置，其特征在于，包括高压侧控制模块和低压侧控制模块；
...【技术特征摘要】
1.一种二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，所述二分裂直流变压器高压侧包括一个高压侧单相模块化多电平换流器，所述高压侧单相模块化多电平换流器采用步骤1的控制方法；所述二分裂直流变压器低压侧包括两个低压侧单相模块化多电平换流器，所述两个低压侧单相模块化多电平换流器分别采用步骤2的控制方法。
3.根据权利要求1所述的二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，步骤1.1具体过程为：
4.根据权利要求3所述的二分裂直流变压器的控制方法，其特征在于，步骤1.2具体过程为：
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【专利技术属性】
技术研发人员：史兴华，陆承宇，俞恩科，王勇，李剑波，刘黎，袁杰，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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