CN104659788A - 变压器控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种变压器控制系统及控制方法，所述变压器控制系统包括：调节器；与所述调节器相连的第一变压器；与所述调节器相连的第二变压器；所述第一变压器的二次侧为Y型连接方式，所述第二变压器的二次侧为三角形连接方式；所述第一变压器与所述第二变压器串联。本发明的技术方案提高了变压等级，减小了输出电压的谐波含量，降低了控制复杂性。

Description

变压器控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电力系统的电能控制领域，特别涉及一种变压器控制系统及其控制方法。

背景技术

静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator，以下简称STATCOM)，作为电力电子技术、计算机技术、微控制器技术和控制理论发展的产物，能够综合补偿电力系统无功功率，提高功率因数的同时，有效的抑制谐波电流和完成三相不平衡控制，已经成为电力系统中电能从发出到应用中各个环节的研究热点。

早期的传统无功功率补偿装置包括：静止补偿装置和动态补偿装置。静止补偿装置的原理为通过在电网中串、并联电容器或者电抗器的方法来提高功率因数。但该方法通过机械开关来投切电容器或电抗器，调节效应差，实时快速性低，对电网冲击大，不能对补偿量进行连续调节，容易在系统中存在谐波情况下与系统发生并联谐振放大谐波，增大电网的谐波含量。动态补偿装置是一台空载运行的同步电动机，通过控制电机的励磁装置就可以自动调节其吸收或发出的无功功率。但是该方法成本高，噪音大，运行损耗大，不易维护，而且复杂的控制方法使设备的响应速度也较大。

二极管钳位多电平变流器，受直流侧均压问题等影响，其电压等级不能做到很高，在实际工程应用中一般不会超过五电平。为了提高电压等级、并使输出电压谐波含量减小、降低控制复杂性，本发明采用变压器隔离型STATCOM控制结构。

发明内容

本发明的技术方案要解决的技术问题是提高变压等级，减小输出电压的谐波含量，降低控制复杂性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种变压器控制系统，包括：

调节器；

与所述调节器相连的第一变压器；

与所述调节器相连的第二变压器；

所述第一变压器的二次侧为Y型连接方式，所述第二变压器的二次侧为三角形连接方式；

所述第一变压器与所述第二变压器串联。

可选的，所述第一变压器与所述第二变压器串联包括：所述第一变压器的一次侧与所述第二变压器的一次侧串联。

可选的，所述第一变压器的二次侧与所述第二变压器的二次侧并联成为输入端，所述第一变压器的二次侧为相电压，所述第二变压器的二次侧为线电压；所述第一变压器的一次侧与所述第二变压器的一次侧串联成为输出端，所述输出端与外界电网相连。

可选的，所述第一变压器的一次侧包括第一相，第二相和第三相，所述第二变压器的一次侧包括第四相，第五相和第六相；所述第一变压器的一次侧的第一相与所述第二变压器的一次侧的第四相串联形成第一输出端，所述第一变压器的一次侧的第二相与所述第二变压器的一次侧的第五相串联形成第二输出端，所述第一变压器的一次侧的第三相与所述第二变压器的一次侧的第六相串联形成第三输出端，所述第一输出端，第二输出端和第三输出端分别与所述外界电网相连接。

可选的，所述调节器控制所述第一变压器的电流和直流侧电压，所述调节器还控制所述第二变压器的电流和直流侧电压。

可选的，所述调节器包括：第一三电平变流器和第二三电平变流器，所述第一三电平变流器与所述第一变压器的二次侧相连；所述第二三电平变流器与所述第二变压器的二次侧相连。

可选的，所述第一变压器的二次侧与所述第一三电平变流器的三相的输出端相连接；所述第二变压器的二次侧与第二三电平变流器的三相的输出端相连接。

一种上述变压器控制系统的控制方法，包括：

控制第一变压器的电流和直流侧电压，同时控制第二变压器的电流和直流侧电压；

串联所述第一变压器的一次侧和所述第二变压器的一次侧形成输出端，并联所述第一变压器的二次侧与所述第二变压器的二次侧形成输入端，所述第一变压器的二次侧的电压为相电压，所述第二变压器的二次侧的电压为线电压；所述第一变压器和第二变压器对所述相电压和线电压耦合叠加后，由所述输出端输出；

对所述相电压、线电压以及叠加电压进行谐波分析。

可选的，采用空间矢量脉冲宽度调制算法进行调制。

可选的，所述叠加电压的电压谐波成分小于所述相电压和线电压的谐波成分。

本发明采取以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：

采用变压器结构，可以用较低电压等级的功率器件与较高电压等级的电网相连。变压器的Y型/三角型结构可以有效降低并入到电网的谐波成分，从而提高了STATCOM的性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的变压器控制系统的结构图；

图2是本发明实施例提供的变压器控制系统的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的变压器隔离型STATCOM主电路拓扑结构图；

图4是本发明实施例提供的变压器结构图；

图5是本发明实施例提供的系统控制框图；

图6是本发明实施例提供的与Y型变压器连接的变流器输出相电压的波形图；

图7是本发明实施例提供的与图6对应的相电压的频谱图；

图8是本发明实施例提供的与三角型变压器连接的变流器输出线电压的波形图；

图9是本发明实施例提供的与图8对应的线电压的频谱图；

图10是本发明实施例提供的并联电压经输出端耦合叠加后的叠加电压的波形图；

图11是本发明实施例提供的与图10对应的叠加电压的频谱图。

具体实施方式

本发明公开了一种变压器控制系统及其控制方法。

图1是本发明实施例提供的变压器控制系统的结构图，下面结合图1详细说明。

所述变压器控制系统包括：

调节器1；

与所述调节器1相连的第一变压器2；

与所述调节器1相连的第二变压器3；

所述第一变压器2的二次侧为Y型连接方式，所述第二变压器3的二次侧为三角形连接方式；

所述第一变压器2与所述第二变压器3串联。

其中，所述调节器1为PI调节器，具体的可以是比例积分调节器(Proportional Integral Controller，简称PI调节器或PI)，PI调节器的输出和前馈补偿以及外界电网电压共同决定三电平变流器(三电平变流器包括第一变压器2和第二变压器3)的参考电压矢量。调节器1采用空间矢量脉冲宽度调制算法对三电平变流器进行调制。

所述第一变压器2与所述第二变压器3串联包括：所述第一变压器2的一次侧与所述第二变压器3的一次侧串联。

所述第一变压器2的二次侧与所述第二变压器3的二次侧并联成为输入端，所述第一变压器2的二次侧为相电压，所述第二变压器3的二次侧为线电压；所述第一变压器2的一次侧与所述第二变压器3的一次侧串联成为输出端，所述输出端与外界电网相连。具体的可以是：所述第一变压器2的一次侧包括第一相，第二相和第三相，所述第二变压器3的一次侧包括第四相，第五相和第六相；所述第一变压器2的一次侧的第一相与所述第二变压器3的一次侧的第四相串联形成第一输出端，所述第一变压器2的一次侧的第二相与所述第二变压器3的一次侧的第五相串联形成第二输出端，所述第一变压器2的一次侧的第三相与所述第二变压器3的一次侧的第六相串联形成第三输出端，所述第一输出端，第二输出端和第三输出端分别与所述外界电网相连接。

所述调节器1控制所述第一变压器2的电流和直流侧电压，所述调节器1还控制所述第二变压器3的电流和直流侧电压。

所述调节器包括：第一三电平变流器和第二三电平变流器，所述第一三电平变流器与所述第一变压器2的二次侧相连；所述第二三电平变流器与所述第二变压器3的二次侧相连。具体的可以是：所述第一变压器2的二次侧与所述第一三电平变流器的三相的输出端相连接；所述第二变压器3的二次侧与第二三电平变流器的三相的输出端相连接。

图2是本发明实施例提供的变压器控制系统的控制方法的流程图，下面结合图2详细说明。

所述变压器控制系统的控制方法包括：

步骤S1，控制第一变压器的电流和直流侧电压，同时控制第二变压器的电流和直流侧电压；

步骤S2，串联所述第一变压器的一次侧和所述第二变压器的一次侧形成输出端，并联所述第一变压器的二次侧与所述第二变压器的二次侧形成输入端，所述第一变压器的二次侧的电压为相电压，所述第二变压器的二次侧的电压为线电压；所述第一变压器和第二变压器对所述相电压和线电压耦合叠加后，由所述输出端输出；

步骤S3，对所述相电压、线电压以及叠加电压进行谐波分析。

采用空间矢量脉冲宽度调制算法进行调制，具体的，调节器采用空间矢量脉冲宽度调制算法对三电平变流器进行调制。所述叠加电压的电压谐波成分小于所述相电压和线电压的谐波成分。

图3本发明实施例提供的变压器隔离型STATCOM主电路拓扑结构图，其中isa、isb、isc为电网10(外界电网)的三相电流，iLa、iLb、iLc为负载30的三相电流，ima、imb、imc为STATCOM三相进线电流，两组三电平变流器(分别为第一三电平变流器和第二三电平变流器)分别连接于第一变压器的二次侧和第二变压器的二次侧(图3中变压器20为第一变压器和第二变压器的统称)，并且第一三电平变流器的三相(第一三电平变流器的三相的出线端分别为a1、b1、c1)连接于第一变压器的二次侧(所述第一变压器的二次侧采用Y型接法)，第二三电平变流器的三相(第二三电平变流器的三相出线端分别为a2、b2、c2)连接于第二变压器的二次侧(所述第二变压器的二次侧采用三角型接法的，以下以“△”代替“三角型”)。

具体连接方式如图4所示，第一变压器的一次侧对应的相与第二变压器的一次侧对应的相串联之后有六个端点，A、B、C接到电网上，剩下的三个端点连接到一起记为Y1，从而构成了Y型连接40。

变压器的一次侧绕组Y型连接后，所述第一变压器二次侧包括第一相a1，第二相b1和第三相c1，所述第二变压器二次侧包括第四相a2，第五相b2和第六相c2；所述第一变压器的第一相与所述第二变压器的第四相串联形成第一输出端A，所述第一变压器的第二相与所述第二变压器的第五相串联形成第二输出端B，所述第一变压器的第三相与所述第二变压器的第六相串联形成第三输出端C，所述第一输出端A，第二输出端B和第三输出端C分别与所述外界电网相连。

为了达到抵消电压谐波的目的，Y型连接的三电平变流器比△型连接50的三电平变流器对应相的调制波滞后30°。图4中的a1、b1、c1分别对应图3中的a1、b1、c1，图4中的a2、b2、c2对应图3中的a2、b2、c2。

如图5所示，变压器隔离型STATCOM等效到变压器一次侧之后(此处是指串联所述第一变压器的一次侧和所述第二变压器的一次侧形成输出端)，其在三相坐标系下的数学模型可表述为：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_c\frac{{\mathrm{di}}_{\mathrm{sa}}}{\mathrm{dt}}=v_{\mathrm{sa}}-v_A-R_c\·i_{\mathrm{sa}}\\ L_c\frac{{\mathrm{di}}_{\mathrm{sb}}}{\mathrm{dt}}=v_{\mathrm{sb}}-v_B-R_c\·i_{\mathrm{sb}}\\ L_c\frac{{\mathrm{di}}_{\mathrm{sc}}}{\mathrm{dt}}=v_{\mathrm{sc}}-v_C-R_c\·i_{\mathrm{sc}}\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，Lc为变压器等效到一次侧的电感值，Rc为系统的等效串联电阻，vA、vB、vC分别为变压器一次侧的三个相电压。

从而，根据坐标变换原理，可得补偿装置的(d，q)坐标系下的等值方程为：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_c\frac{{\mathrm{di}}_d}{\mathrm{dt}}=-R_c\·i_d+\mathrm{\ω}{L}_c\·i_q+v_{\mathrm{sd}}-v_{\mathrm{cd}}\\ L_c\frac{{\mathrm{di}}_q}{\mathrm{dt}}=-R_c\·i_q-\mathrm{\ω}{L}_c\·i_d+v_{\mathrm{sq}}-v_{\mathrm{cq}}\end{array}\right.---\left(2\right)$

变换式(2)可得：

$\frac{d}{\mathrm{dt}}\left[\begin{array}{c}{i}_d\\ i_q\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}-\frac{R_c}{L_c}& 0\\ 0& -\frac{R_c}{L_c}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_d\\ i_q\end{array}\right]+\frac{1}{L_c}\left[\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{sd}}-v_{\mathrm{cd}}+\mathrm{\ω}{L}_c{i}_d\\ v_{\mathrm{sq}}-v_{\mathrm{cq}}-\mathrm{\ω}{L}_c{i}_q\end{array}\right]---\left(3\right)$

其中ω为电网电压矢量旋转速度，令：

$\left\{\begin{array}{c}{T}_1=v_{\mathrm{sd}}-v_{\mathrm{cd}}+\mathrm{\ω}{L}_c{i}_q\\ T_2=v_{\mathrm{sq}}-v_{\mathrm{cq}}-\mathrm{\ω}{L}_c{i}_q\end{array}\right.---\left(4\right)$

式(4)代入式(3)得：

$\frac{d}{\mathrm{dt}}\left[\begin{array}{c}{i}_d\\ i_q\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}-\frac{R_c}{L_c}& 0\\ 0& -\frac{R_c}{L_c}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_d\\ i_q\end{array}\right]+\frac{1}{L_c}\left[\begin{array}{c}{T}_1\\ T_2\end{array}\right]---\left(5\right)$

根据前馈解耦控制策略采用PI调节器，令：

$\left\{\begin{array}{c}{T}_1=(K_{\mathrm{dp}}+\frac{K_{\mathrm{di}}}{s})(i_d^{*}-i_d)\\ T_2=(K_{\mathrm{qp}}+\frac{K_{\mathrm{qi}}}{s})(i_q^{*}-i_q)\end{array}\right.---\left(6\right)$

其中，K_dp、K_qp、K_di、K_qi分别为电流调节器的比例调节增益和积分调节增益。调制算法采用三电平SVPWM算法(对应步骤S3)，得到系统控制框图如图5所示。

输出电压谐波分析变流器a相输出电压相对于电容中点的电压：

$U_{\mathrm{ao}}\left(t\right)=a_0+\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{a}_n\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)+b_n\sin \left(\mathrm{n\ωt}\right)---\left(7\right)$

由于波形具有周期性，可得：

$\left\{\begin{array}{c}{a}_0=\frac{1}{T}{\∫}_{-T/2}^{T/2}{U}_{\mathrm{ao}}\left(t\right)\mathrm{dt}\\ b_n=\frac{2}{T}{\∫}_{-T/2}^{T/2}{U}_{\mathrm{ao}}\left(t\right)\sin \left(\mathrm{n\ωt}\right)\mathrm{dt}\\ a_n=\frac{2}{T}{\∫}_{-T/2}^{T/2}{U}_{\mathrm{ao}}\left(t\right)\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)\mathrm{dt}\end{array}\right.---\left(8\right)$

假设三电平输出电压(相对于电容中点)的幅值为Sn，则：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{ao}}=\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{S}_n\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)\\ U_{\mathrm{bo}}=\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{S}_n\cos (\mathrm{n\ωt}-\frac{2\mathrm{\π}}{3})\\ U_{\mathrm{co}}=\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{S}_n\cos (n\∞t+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\end{array}\right.---\left(9\right)$

假设电源中点的电位为N，则：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{aN}}=U_{\mathrm{ao}}-U_{\mathrm{No}}\\ U_{\mathrm{No}}=\frac{U_{\mathrm{ao}}+U_{\mathrm{bo}}+U_{\mathrm{co}}}{3}\end{array}\right.---\left(10\right)$

所以可得：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{aN}}=\frac{2}{3}{U}_{\mathrm{ao}}-\frac{1}{3}{U}_{\mathrm{bo}}-\frac{1}{3}{u}_{\mathrm{co}}\\ U_{\mathrm{bN}}=\frac{2}{3}{U}_{\mathrm{bo}}-\frac{1}{3}{U}_{\mathrm{ao}}-\frac{1}{3}{U}_{\mathrm{co}}\\ U_{\mathrm{cN}}=\frac{2}{3}{U}_{\mathrm{co}}-\frac{1}{3}{U}_{\mathrm{ao}}-\frac{1}{3}{U}_{\mathrm{bo}}\end{array}\right.---\left(11\right)$

所以：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{aN}}=\frac{2}{3}\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{S}_n\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)-\frac{1}{3}\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{S}_n\cos \left[n(\mathrm{\ωt}-\frac{2\mathrm{\π}}{3})\right]-\frac{1}{3}\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{S}_n\cos \left[n(\mathrm{\ωt}+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\right]\\ U_{\mathrm{ac}}=\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{S}_n\{\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)-\cos [n(\mathrm{\ωt}+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\left]\right\}\end{array}\right.---\left(12\right)$

移相60°之后：

${U^{\′}}_{\mathrm{ac}}=\underset{n=1}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{S}_n\left\{\cos \right[n(\mathrm{\ωt}+\frac{\mathrm{\π}}{3})-\cos \left[n(\mathrm{\ωt}+\mathrm{\π})\right]\}---\left(13\right)$

(1)当n为奇数时：

对于某个确定的n值，Sn为一个确定的值，则：

$\left\{\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{aNn}}=S_n\×\{\frac{2}{3}\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)-\frac{1}{3}\cos [n(\mathrm{\ωt}-\frac{2\mathrm{\π}}{3})]-\frac{1}{3}\cos [n(\mathrm{\ωt}+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\left]\right\}\\ =S_n\×[\frac{2}{3}\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)-\frac{2}{3}\cos \left(\frac{2\mathrm{n\π}}{3}\right)\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)]\\ =S_n\×\left\{\right[\frac{2}{3}-\frac{2}{3}\cos \left(\frac{2\mathrm{n\π}}{3}\right)\left]\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)\right\}\\ ={U^{\′}}_{\mathrm{acn}}=S_n\×\left\{\cos \right[n(\mathrm{\ωt}+\frac{\mathrm{\π}}{3})]-\cos [n(\mathrm{\ωt}+\mathrm{\π})\left]\right\}\\ =S_n\×\{(1+\cos \frac{\mathrm{n\π}}{3})\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)-\sin \left(\frac{\mathrm{n\π}}{3}\right)\sin \left(\mathrm{n\ωt}\right)\}\end{array}\right.---\left(14\right)$

为方便分析，将第一变压器的二次侧的相电压和第二变压器的二次侧的线电压直接相加(对应步骤S2)，相加可得：

$U=S_n\×\{(\frac{5}{3}+\frac{5}{3}\cos \frac{\mathrm{n\π}}{3})\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)-\sin \left(\frac{\mathrm{n\π}}{3}\right)\sin \left(\mathrm{n\ωt}\right)\}---\left(15\right)$

规律总结如下：

对于相加之后的叠加电压，n次谐波(包含基波)的幅值为：

$S_n\×\left\{\sqrt{{\left[(\frac{5}{3}+\frac{5}{3}\cos \frac{\mathrm{n\π}}{3})\right]}^2+{\left[\sin \left(\frac{\mathrm{n\π}}{3}\right)\right]}^2}\right\}=\sqrt{{\left[(\frac{5}{3}+\frac{5}{3}\×\frac{1}{2})\right]}^2+{\left[\frac{\sqrt{3}}{2}\right]}^2}\×S_n=\sqrt{7}\×S_n---\left(16\right)$

式(16)中，n为6k±1次(其中k＝1，2……)。当n为奇数时，各次谐波占基波的百分比为：

$\mathrm{TH}=\frac{\sqrt{7}{S}_n}{\sqrt{7}{S}_1}=\frac{S_n}{S_1}---\left(17\right)$

结论：在n为奇数时，并不能达到消除谐波的目的(因为各次谐波相对于基波的成分并没有发生任何变化)。

(2)当n为偶数时：

相电压的公式不变，线电压公式为：

$\begin{array}{c}{U^{\′}}_{\mathrm{acn}}=S_n\×\left\{\cos \right[n(\mathrm{\ωt}+\frac{\mathrm{\π}}{3})]-\cos [n(\mathrm{\ωt}+\mathrm{\π})\left]\right\}\\ =S_n\×\{(\cos \frac{\mathrm{n\π}}{3}-1)\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)-\sin \left(\frac{\mathrm{n\π}}{3}\right)\sin \left(\mathrm{n\ωt}\right)\}\end{array}---\left(18\right)$

线电压和相电压相加之后得：

$U=S_n\×\left\{\right[\frac{1}{3}\cos \left(\frac{\mathrm{n\π}}{3}\right)-\frac{1}{3}]\cos \left(\mathrm{n\ωt}\right)-\sin \left(\frac{\mathrm{n\π}}{3}\right)\sin \left(\mathrm{n\ωt}\right)\}---\left(19\right)$

对于相加之后的电压，n次谐波的幅值为：

$S_n\×\sqrt{{[\frac{1}{3}\cos \left(\frac{\mathrm{n\π}}{3}\right)-\frac{1}{3}]}^2-{\left[\sin \left(\frac{\mathrm{n\π}}{3}\right)\right]}^2}=S_n---\left(20\right)$

式(20)中n为2，4，8，10……(除掉3的倍数次)，则n为偶数时，各次谐波占基波的百分比为：

$\mathrm{TH}=\frac{S_n}{\sqrt{7}{S}_1}=0.378\×\frac{S_n}{S_1}=37.8\%\×\frac{S_n}{S_1}---\left(21\right)$

结论：在n为偶数时，能达到消除谐波的目的。

由式(12)可计算出三电平变流器输出的相电压和线电压的谐波，由式(17)和式(21)可以求出叠加之后的电压谐波。利用Matlab仿真得到的图6-图11分别为变流器输出的相电压、线电压以及叠加电压的波形及频谱图。仿真结果验证以上推导过程的正确性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变压器控制系统，其特征在于，包括：

调节器；

与所述调节器相连的第一变压器；

与所述调节器相连的第二变压器；

所述第一变压器的二次侧为Y型连接方式，所述第二变压器的二次侧为三角形连接方式；

所述第一变压器与所述第二变压器串联。

2.如权利要求1所述的变压器控制系统，其特征在于，所述第一变压器与所述第二变压器串联包括：所述第一变压器的一次侧与所述第二变压器的一次侧串联。

3.如权利要求1所述的变压器控制系统，其特征在于，所述第一变压器的二次侧与所述第二变压器的二次侧并联成为输入端，所述第一变压器的二次侧为相电压，所述第二变压器的二次侧为线电压；所述第一变压器的一次侧与所述第二变压器的一次侧串联成为输出端，所述输出端与外界电网相连。

4.如权利要求3所述的变压器控制系统，其特征在于，所述第一变压器的一次侧包括第一相，第二相和第三相，所述第二变压器的一次侧包括第四相，第五相和第六相；所述第一变压器的一次侧的第一相与所述第二变压器的一次侧的第四相串联形成第一输出端，所述第一变压器的一次侧的第二相与所述第二变压器的一次侧的第五相串联形成第二输出端，所述第一变压器的一次侧的第三相与所述第二变压器的一次侧的第六相串联形成第三输出端，所述第一输出端，第二输出端和第三输出端分别与所述外界电网相连接。

5.如权利要求1所述的变压器控制系统，其特征在于，所述调节器控制所述第一变压器的电流和直流侧电压，所述调节器还控制所述第二变压器的电流和直流侧电压。

6.如权利要求1所述的变压器控制系统，其特征在于，所述调节器包括：第一三电平变流器和第二三电平变流器，所述第一三电平变流器与所述第一变压器的二次侧相连；所述第二三电平变流器与所述第二变压器的二次侧相连。

7.如权利要求6所述的变压器控制系统，其特征在于，所述第一变压器的二次侧与所述第一三电平变流器的三相的输出端相连接；所述第二变压器的二次侧与第二三电平变流器的三相的输出端相连接。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的变压器控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

控制第一变压器的电流和直流侧电压，同时控制第二变压器的电流和直流侧电压；

串联所述第一变压器的一次侧和所述第二变压器的一次侧形成输出端，并联所述第一变压器的二次侧与所述第二变压器的二次侧形成输入端，所述第一变压器的二次侧的电压为相电压，所述第二变压器的二次侧的电压为线电压；所述第一变压器和第二变压器对所述相电压和线电压耦合叠加后，由所述输出端输出；

对所述相电压、线电压以及叠加电压进行谐波分析。

9.如权利要求8所述的变压器控制系统，其特征在于，采用空间矢量脉冲宽度调制算法进行调制。

10.如权利要求9所述的变压器控制系统，其特征在于，所述叠加电压的电压谐波成分小于所述相电压和线电压的谐波成分。