CN108988400B - 用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法及电子设备，方法包括：确定电力电子变压器的变流环节数量；依次获取每个变流环节两个端口之间的负载率与效率关系，拟合得到电力电子变压器内部各变流环节的负载率与效率关系曲线；根据各变流环节的负载率与效率关系曲线，计算各变流环节的负载率与损耗关系；获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线；对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型；根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配。本发明降低多机并联系统的能耗，提高系统效率。

Description

用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法及电子设备
技术领域
本发明涉及电力电子变压器相关技术领域，特别是一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法及电子设备。
背景技术
随着广义直流用能设备比例的快速增长，以及直流型分布式电源的快速发展，传统交流配网对直流负荷和直流电源的接入存在变流环节多、损耗高、灵活性差等问题，因此亟需发展中低压直流配用电技术。由于交流用电设备仍是当前主要用电设备，因此需要采用交直流混合供电技术来解决日益增多的直流设备的接入问题。
当前，一般采用电力变压器从中压交流电网降压到低压交流电网后，再采用双端口变流器进行整流得到低压直流电。分布式电源的接入使得电力系统潮流产生多种流向，针对这种发展趋势，可以采用多端口电力电子变压器作为能量路由实现中低压交直流网络的灵活互联及能量多向流动。然而，现有的电力变压器功率分配未能达到最优，分配效率低下。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法及电子设备，充分利用电力电子变压器端口功率灵活可控的特点，优化多台电力电子变压器端口功率分配，提高多端口电力电子变压器多机并联运行的经济性，降低交直流混联系统的能耗。
本发明提供一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法，包括：
确定所述多机并联电力电子变压器的变流环节数量，每个所述变流环节包括两个端口；
依次获取每个变流环节两个端口之间的负载率与效率关系，拟合得到所述多机并联电力电子变压器内部各变流环节的负载率与效率关系曲线；
根据各变流环节的负载率与效率关系曲线，计算各变流环节的负载率与损耗关系；
根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线；
对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型；
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配。
进一步的，所述根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线，具体包括：
采用网格法计算不同负载下电力电子变压器单个环节多机并联运行的总损耗；
选择多个特定负载，确定在所述特定负载下单环节多机并联的最小总损耗，计算单环节多机并联在其负载范围下的最优运行功率分配，得到单环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线。
进一步的，所述单环节多机并联的最优功率分配数学模型为单环节双机并联的最优功率分配数学模型，所述对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
将每个环节的多机并联最小运行损耗功率分配曲线分为第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段、第四曲线段和第五曲线段，其中，第一曲线段包括从最小负载到第一负载跳跃点的两并列曲线段，所述第一负载跳跃点为并列曲线段的末端所对应的负载点，第二曲线段包括从第一负载跳跃点到第二负载跳跃点的第一连接曲线段，所述第二负载跳跃点为第一连接曲线段与环状曲线段上段的连接点所对应的负载点，第三曲线段包括从第二负载跳跃点到第三负载跳跃点的环状曲线段的上段，所述第三负载跳跃点为所述环状曲线段在投影平面上的投影曲线中x轴坐标最大时环状曲线段所对应的负载点，所述投影平面的x轴为一电力电子变压器的功率，所述投影平面的y轴为另一电力电子变压器的功率，第四曲线段包括从第三负载跳跃点到第四负载跳跃点的环状曲线段的下段，第四负载跳跃点为环状曲线段下段与第二连接曲线段的连接点所对应的负载点，第五曲线段包括从第四负载跳跃点到最大负载的第二连接曲线段，对其中的第三曲线段在投影平面上的投影曲线和第四曲线段在投影平面上的投影曲线进行曲线拟合；
对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型。
更进一步的，所述对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
对于两台并联电力电子变压器每个环节建立如下的单环节多机并联的最优功率分配数学模型：
当两台并联电力电子变压器的总负载x在最小负载到第一负载跳跃点LA之间时，两台电力电子变压器只运行一台，另一台闭锁；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第一负载跳跃点LA到第二负载跳跃点LB之间时，两台电力电子变压器平均分配功率；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第二负载跳跃点LB到第三负载跳跃点LC之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f1(x)，f1(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f1(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第三负载跳跃点LC到第四负载跳跃点LD之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f2(x)，f2(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f2(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x为第四负载跳跃点LD到最大负载LMAX时，两台电力电子平均分配功率，LMAX为两台电力电子变压器单环节并联最大运行功率。
再进一步的，所述根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配，具体包括：
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，对多机并联的多端口电力电子变压器从末端低压母线开始逐步往前确定各端口的最优功率分配。
本发明提供一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配的电子设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
确定所述多机并联电力电子变压器的变流环节数量，每个所述变流环节包括两个端口；
依次获取每个变流环节两个端口之间的负载率与效率关系，拟合得到所述多机并联电力电子变压器内部各变流环节的负载率与效率关系曲线；
根据各变流环节的负载率与效率关系曲线，计算各变流环节的负载率与损耗关系；
根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线；
对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型；
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配。
进一步的，所述根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线，具体包括：
采用网格法计算不同负载下电力电子变压器单个环节多机并联运行的总损耗；
选择多个特定负载，确定在所述特定负载下单环节多机并联的最小总损耗，计算单环节多机并联在其负载范围下的最优运行功率分配，得到单环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线。
进一步的，所述单环节多机并联的最优功率分配数学模型为单环节双机并联的最优功率分配数学模型，所述对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
将每个环节的多机并联最小运行损耗功率分配曲线分为第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段、第四曲线段和第五曲线段，其中，第一曲线段包括从最小负载到第一负载跳跃点的两并列曲线段，所述第一负载跳跃点为并列曲线段的末端所对应的负载点，第二曲线段包括从第一负载跳跃点到第二负载跳跃点的第一连接曲线段，所述第二负载跳跃点为第一连接曲线段与环状曲线段上段的连接点所对应的负载点，第三曲线段包括从第二负载跳跃点到第三负载跳跃点的环状曲线段的上段，所述第三负载跳跃点为所述环状曲线段在投影平面上的投影曲线中x轴坐标最大时环状曲线段所对应的负载点，所述投影平面的x轴为一电力电子变压器的功率，所述投影平面的y轴为另一电力电子变压器的功率，第四曲线段包括从第三负载跳跃点到第四负载跳跃点的环状曲线段的下段，第四负载跳跃点为环状曲线段下段与第二连接曲线段的连接点所对应的负载点，第五曲线段包括从第四负载跳跃点到最大负载的第二连接曲线段，对其中的第三曲线段在投影平面上的投影曲线和第四曲线段在投影平面上的投影曲线进行曲线拟合；
对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型。
更进一步的，所述对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
对于两台并联电力电子变压器每个环节建立如下的单环节多机并联的最优功率分配数学模型：
当两台并联电力电子变压器的总负载x在最小负载到第一负载跳跃点LA之间时，两台电力电子变压器只运行一台，另一台闭锁；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第一负载跳跃点LA到第二负载跳跃点LB之间时，两台电力电子变压器平均分配功率；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第二负载跳跃点LB到第三负载跳跃点LC之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f1(x)，f1(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f1(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第三负载跳跃点LC到第四负载跳跃点LD之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f2(x)，f2(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f2(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x为第四负载跳跃点LD到最大负载LMAX时，两台电力电子平均分配功率，LMAX为两台电力电子变压器单环节并联最大运行功率。
再进一步的，所述根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配，具体包括：
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，对多机并联的多端口电力电子变压器从末端低压母线开始逐步往前确定各端口的最优功率分配。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
1.本发明解决了多端口电力电子变压器多机并联运行的功率分配优化问题，降低了多机并联系统的能耗，提高了系统效率。
2.本发明采用离线优化计算方法，离线时采用网格法和分段曲线拟合法得到负载和各台电力电子变压器各环节功率分配的数学关系，在线时代入负载可快速计算功率分配结果。
3.本发明将电力电子变压器分为多个变流环节，分开计算各环节的最优功率分配，逐级确定各个端口最优功率分配，解决了电力电子变压器端口功率多流向及端口之间效率关联对功率最优分配的影响，降低同时求解电力电子变压器多个端口的最优功率分配的复杂性。
附图说明
图1为本发明一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法的工作流程图；
图2为本发明实施例电力电子变压器内部结构图；
图3为本发明实施例电力电子变压器各环节负载率与效率曲线图；
图4为本发明实施例电力电子变压器各环节负载率与损耗图；
图5为本发明实施例电力电子变压器单环节双机并联总损耗图；
图6为本发明实施例电力电子变压器单环节双机并联最小运行损耗功率分配图；
图7为本发明实施例电力电子变压器双机并联结构及负载分布图；
图8为本发明实施例电力电子变压器双机并联功率优化结果图；
图9为本发明最佳实施例的工作流程图；
图10所示为本发明一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示为本发明一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法的工作流程图，包括：
步骤S101，确定所述多机并联电力电子变压器的变流环节数量，每个所述变流环节包括两个端口；
步骤S102，依次获取每个变流环节两个端口之间的负载率与效率关系，拟合得到所述多机并联电力电子变压器内部各变流环节的负载率与效率关系曲线；
步骤S103，根据各变流环节的负载率与效率关系曲线，计算各变流环节的负载率与损耗关系；
步骤S104，根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线；
步骤S105，对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型；
步骤S106，根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配。
具体来说，步骤S101，根据电力电子变压器拓扑结构，以确定各端口之间的连接关系，将电气连接最近的两个端口之间定为一个变流环节，变流环节数N与端口数M之间的关系为M-1＝N。
然后，步骤S102，根据电力电子变压器内部环节的划分结果，电力电子变压器内部各环节的负载率-效率关系由设备厂家提供，测试单环节两个端口之间的负载率与效率关系，测试时其他端口闭锁。负载率与效率关系至少要有7个不同负载率对应的效率测量数据，其中5个为50％负载率及以下的测量数据，需要包含10％负载率对应的效率数据，2个为50％负载率以上的测量数据，需包含100％负载率对应的效率数据。为得到更准确的负载率-效率关系，可以通过测试更多数据点实现。如图3所示，将负载率与效率数据进行曲线拟合，得到最小负载率到100％负载率下的效率数据。
如图3所示，步骤S103根据美国个变流环节的负载率-效率关系计算每个环节负载率-损耗关系，如图4所示，得到10％～100％负载率下的每个环节损耗数据。
然后步骤S104可以采用网格法计算在不同负载下电力电子变压器单环节并联运行的总损耗，再求出在特定负载下单环节并联的最小总损耗，计算单环节多机并联在其功率范围内的最优运行功率分配，得到如图5所示单环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线，同理，计算所有环节的多机并联最小运行损耗功率分配曲线。
在其中一个实施例中，所述根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线，具体包括：
采用网格法计算不同负载下电力电子变压器单个环节多机并联运行的总损耗；
选择多个特定负载，确定在所述特定负载下单环节多机并联的最小总损耗，计算单环节多机并联在其负载范围下的最优运行功率分配，得到单环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线。
获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线。当并联运行的电力电子变压器效率、容量及数量变化时，单环节多机并联的功率分配与最小损耗曲线分段点会有所不同，因此需要根据具体采用的电力电子变压器及其并联情况确定分段点。将最小损耗曲线分段的依据是该三维曲线在XY平面投影的功率分配变化，通常为单机运行、多机功率均分、功率服从n次(n>3)多项式函数规律等。利用分段后的单环节多机并联功率分配与最小损耗曲线，将与该环节相连的总负荷作为x，功率分配结果作为y，进行曲线拟合得到分段函数y＝f(x)，在步骤S105中得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型。
在其中一个实施例中，如图6所示，所述单环节多机并联的最优功率分配数学模型为单环节双机并联的最优功率分配数学模型，所述对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
将每个环节的多机并联最小运行损耗功率分配曲线分为第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段、第四曲线段和第五曲线段，其中，第一曲线段包括从最小负载到第一负载跳跃点的两并列曲线段，所述第一负载跳跃点为并列曲线段的末端所对应的负载点，第二曲线段包括从第一负载跳跃点到第二负载跳跃点的第一连接曲线段，所述第二负载跳跃点为第一连接曲线段与环状曲线段上段的连接点所对应的负载点，第三曲线段包括从第二负载跳跃点到第三负载跳跃点的环状曲线段的上段，所述第三负载跳跃点为所述环状曲线段在投影平面上的投影曲线中x轴坐标最大时环状曲线段所对应的负载点，所述投影平面的x轴为一电力电子变压器的功率，所述投影平面的y轴为另一电力电子变压器的功率，第四曲线段包括从第三负载跳跃点到第四负载跳跃点的环状曲线段的下段，第四负载跳跃点为环状曲线段下段与第二连接曲线段的连接点所对应的负载点，第五曲线段包括从第四负载跳跃点到最大负载的第二连接曲线段，对其中的第三曲线段在投影平面上的投影曲线和第四曲线段在投影平面上的投影曲线进行曲线拟合；
对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型。
在其中一个实施例中，所述对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
对于两台并联电力电子变压器每个环节建立如下的单环节多机并联的最优功率分配数学模型：
当两台并联电力电子变压器的总负载x在最小负载到第一负载跳跃点LA之间时，两台电力电子变压器只运行一台，另一台闭锁；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第一负载跳跃点LA到第二负载跳跃点LB之间时，两台电力电子变压器平均分配功率；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第二负载跳跃点LB到第三负载跳跃点LC之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f1(x)，f1(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f1(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第三负载跳跃点LC到第四负载跳跃点LD之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f2(x)，f2(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f2(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x为第四负载跳跃点LD到最大负载LMAX时，两台电力电子平均分配功率，LMAX为两台电力电子变压器单环节并联最大运行功率。
最后，步骤S106，根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配。
在其中一个实施例中，所述根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配，具体包括：
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，对多机并联的多端口电力电子变压器从末端低压母线开始逐步往前确定各端口的最优功率分配。
具体可以根据负荷和分布式电源情况，对多机并联多端口电力电子从末端低压母线开始逐环节往前确定各台电力电子变压器单环节的最优功率分配，得到多端口电力电子变压器多机并联优化运行功率分配。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
1.本发明解决了多端口电力电子变压器多机并联运行的功率分配优化问题，降低了多机并联系统的能耗，提高了系统效率。
2.本发明采用离线优化计算方法，离线时采用网格法和分段曲线拟合法得到负载和各台电力电子变压器各环节功率分配的数学关系，在线时代入负载可快速计算功率分配结果。
3.本发明将电力电子变压器分为多个变流环节，分开计算各环节的最优功率分配，逐级确定各个端口最优功率分配，解决了电力电子变压器端口功率多流向及端口之间效率关联对功率最优分配的影响，降低同时求解电力电子变压器多个端口的最优功率分配的复杂性。
如图9所示为本发明最佳实施例的工作流程图，包括：
步骤S901、确定电力电子变压器各端口的拓扑连接结构；
步骤S902、根据电力电子变压器拓扑连接结构，确定电力电子变压器内部各变流环节的负载率与效率关系；
步骤S903、根据各变流环节的负载率与效率关系，计算各环节负载率与损耗关系；
步骤S904、通过网格法获得单环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线；
步骤S905、通过对最优运行功率分配结果进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型；
步骤S906、逐环节确定多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配。
为了便于说明本发明的具体实施步骤，上述方法具体实施例如下：
(1)确定四端口电力电子变压器各端口的内部连接结构，如图2所示。将电气连接最近的两个端口之间定为一个变流环节，则将此电力电子变压器分为三个变流环节，分别为10kV AC～±375V DC、10kV DC～±375V DC、380V AC～±375V DC。
(2)确定电力电子变压器内部三个环节端口之间的负载率-效率关系，每个环节采用7个数据点，分别是10％、20％、30％、40％、50％、75％、100％负载率及其对应的效率。将三个环节的负载率-效率数据进行曲线拟合，如图3所示，得到10％～100％负载率下的效率数据。
(3)根据三个变流环节的负载率-效率关系计算三个环节负载率-损耗关系，如图4所示，得到10％～100％负载率下的三个环节损耗数据。
(4)采用网格法获得三个环节的双机并联最小运行损耗功率分配曲线。单个环节双机并联最小运行损耗功率分配曲线计算为：先采用网格法计算不同负载下电力电子变压器(PET)单个环节双机并联运行的总损耗，如图5所示。进一步求出在特定负载下单环节双机并联的最小总损耗，计算单环节双机并联在其负载范围下的最优运行功率分配，得到单环节双机并联最小运行损耗功率分配曲线，如图6所示。
(5)建立单环节多机并联的最优功率分配数学模型。由于三个环节具有相似的双机并联最小运行损耗功率分配曲线，三个环节均分为5段。以10kV AC～±375V DC环节的双机并联最小运行损耗功率分配曲线为例。四个分段点分别记为A、B、C、D，其对应的总负载分别为LA、LB、LC、LD。当负载x为0～LA时，两台电力电子变压器只运行一台，另一台闭锁；当负载x为LA～LB时，两台电力电子变压器平均分配功率；当负载x为LB～LC时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f1(x)，f1(x)为拟合的四次多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f1(x)；当负载x为LC～LD时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f2(x)，f2(x)为拟合的四次多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f2(x)；当负载x为LD～LMAX时，两台电力电子平均分配功率，LMAX为两台电力电子变压器单环节并联最大运行功率。
(6)对双机并联的四端口电力电子从末端低压母线开始逐步往前确定各端口的最优功率分配。四端口电力电子变压器双机并联结构及端口最优功率分配顺序如图7所示，其中10kV AC端口连接电网，其余三个端口均接有负载。各端口最优功率分配先后顺序为380VAC、10kV DC、±375V DC、10kV AC。根据(5)的计算结果及各环节负载率-效率关系，计算各端口功率流动情况，如图8所示。四端口电力电子变压器双机并联系统若采用双机平均分配功率的运行策略，两台电力电子变压器的损耗均为29.6kW，而双机并联优化端口功率分配后，两个电力电子变压器损耗分别为26.3kW和26.5kW。
如图10所示为本发明一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配的电子设备的硬件结构示意图，包括：
至少一个处理器1001；以及，
与所述至少一个处理器1001通信连接的存储器1002；其中，
所述存储器1002存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
确定所述多机并联电力电子变压器的变流环节数量，每个所述变流环节包括两个端口；
依次获取每个变流环节两个端口之间的负载率与效率关系，拟合得到所述多机并联电力电子变压器内部各变流环节的负载率与效率关系曲线；
根据各变流环节的负载率与效率关系曲线，计算各变流环节的负载率与损耗关系；
根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线；
对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型；
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配。
图10中以一个处理器1002为例。
服务器还可以包括：输入装置1003和输出装置1004。
处理器1001、存储器1002、输入装置1003及显示装置1004可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。
存储器1002作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法对应的程序指令/模块，例如，图1所示的方法流程。处理器1001通过运行存储在存储器1002中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法。
存储器1002可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法的使用所创建的数据等。此外，存储器1002可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器1002可选包括相对于处理器1001远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置1003可接收输入的用户点击，以及产生与用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置1004可包括显示屏等显示设备。
在所述一个或者多个模块存储在所述存储器1002中，当被所述一个或者多个处理器1001运行时，执行上述任意方法实施例中的用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法。
在其中一个实施例中，所述根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线，具体包括：
采用网格法计算不同负载下电力电子变压器单个环节多机并联运行的总损耗；
选择多个特定负载，确定在所述特定负载下单环节多机并联的最小总损耗，计算单环节多机并联在其负载范围下的最优运行功率分配，得到单环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线。
在其中一个实施例中，所述单环节多机并联的最优功率分配数学模型为单环节双机并联的最优功率分配数学模型，所述对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
将每个环节的多机并联最小运行损耗功率分配曲线分为第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段、第四曲线段和第五曲线段，其中，第一曲线段包括从最小负载到第一负载跳跃点的两并列曲线段，所述第一负载跳跃点为并列曲线段的末端所对应的负载点，第二曲线段包括从第一负载跳跃点到第二负载跳跃点的第一连接曲线段，所述第二负载跳跃点为第一连接曲线段与环状曲线段上段的连接点所对应的负载点，第三曲线段包括从第二负载跳跃点到第三负载跳跃点的环状曲线段的上段，所述第三负载跳跃点为所述环状曲线段在投影平面上的投影曲线中x轴坐标最大时环状曲线段所对应的负载点，所述投影平面的x轴为一电力电子变压器的功率，所述投影平面的y轴为另一电力电子变压器的功率，第四曲线段包括从第三负载跳跃点到第四负载跳跃点的环状曲线段的下段，第四负载跳跃点为环状曲线段下段与第二连接曲线段的连接点所对应的负载点，第五曲线段包括从第四负载跳跃点到最大负载的第二连接曲线段，对其中的第三曲线段在投影平面上的投影曲线和第四曲线段在投影平面上的投影曲线进行曲线拟合；
对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型。
在其中一个实施例中，所述对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
对于两台并联电力电子变压器每个环节建立如下的单环节多机并联的最优功率分配数学模型：
当两台并联电力电子变压器的总负载x在最小负载到第一负载跳跃点LA之间时，两台电力电子变压器只运行一台，另一台闭锁；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第一负载跳跃点LA到第二负载跳跃点LB之间时，两台电力电子变压器平均分配功率；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第二负载跳跃点LB到第三负载跳跃点LC之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f1(x)，f1(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f1(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第三负载跳跃点LC到第四负载跳跃点LD之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f2(x)，f2(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f2(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x为第四负载跳跃点LD到最大负载LMAX时，两台电力电子平均分配功率，LMAX为两台电力电子变压器单环节并联最大运行功率。
在其中一个实施例中，所述根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配，具体包括：
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，对多机并联的多端口电力电子变压器从末端低压母线开始逐步往前确定各端口的最优功率分配。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配方法，其特征在于，包括：
确定所述电力电子变压器的变流环节数量，每个所述变流环节包括两个端口；
依次获取每个变流环节两个端口之间的负载率与效率关系，拟合得到所述电力电子变压器内部各变流环节的负载率与效率关系曲线；
根据各变流环节的负载率与效率关系曲线，计算各变流环节的负载率与损耗关系；
根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线；
对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型；
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配；
所述单环节多机并联的最优功率分配数学模型为单环节双机并联的最优功率分配数学模型，所述对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
将每个环节的多机并联最小运行损耗功率分配曲线分为第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段、第四曲线段和第五曲线段，其中，第一曲线段包括从最小负载到第一负载跳跃点的两并列曲线段，所述第一负载跳跃点为并列曲线段的末端所对应的负载点，第二曲线段包括从第一负载跳跃点到第二负载跳跃点的第一连接曲线段，所述第二负载跳跃点为第一连接曲线段与环状曲线段上段的连接点所对应的负载点，第三曲线段包括从第二负载跳跃点到第三负载跳跃点的环状曲线段的上段，所述第三负载跳跃点为所述环状曲线段在投影平面上的投影曲线中x轴坐标最大时环状曲线段所对应的负载点，所述投影平面的x轴为一电力电子变压器的功率，所述投影平面的y轴为另一电力电子变压器的功率，第四曲线段包括从第三负载跳跃点到第四负载跳跃点的环状曲线段的下段，第四负载跳跃点为环状曲线段下段与第二连接曲线段的连接点所对应的负载点，第五曲线段包括从第四负载跳跃点到最大负载的第二连接曲线段，对其中的第三曲线段在投影平面上的投影曲线和第四曲线段在投影平面上的投影曲线进行曲线拟合；
对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型；
所述对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
对于两台并联电力电子变压器每个环节建立如下的单环节多机并联的最优功率分配数学模型：
当两台并联电力电子变压器的总负载x在最小负载到第一负载跳跃点LA之间时，两台电力电子变压器只运行一台，另一台闭锁；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第一负载跳跃点LA到第二负载跳跃点LB之间时，两台电力电子变压器平均分配功率；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第二负载跳跃点LB到第三负载跳跃点LC之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f1(x)，f1(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f1(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第三负载跳跃点LC到第四负载跳跃点LD之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f2(x)，f2(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f2(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x为第四负载跳跃点LD到最大负载LMAX时，两台电力电子平均分配功率，LMAX为两台电力电子变压器单环节并联最大运行功率。
2.根据权利要求1所述的功率分配方法，其特征在于，所述根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线，具体包括：
采用网格法计算不同负载下电力电子变压器单个环节多机并联运行的总损耗；
选择多个特定负载，确定在所述特定负载下单环节多机并联的最小总损耗，计算单环节多机并联在其负载范围下的最优运行功率分配，得到单环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线。
3.根据权利要求1～2任一项所述的功率分配方法，其特征在于，所述根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配，具体包括：
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，对多机并联的多端口电力电子变压器从末端低压母线开始逐步往前确定各端口的最优功率分配。
4.一种用于多机并联电力电子变压器的功率分配的电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
确定所述电力电子变压器的变流环节数量，每个所述变流环节包括两个端口；
依次获取每个变流环节两个端口之间的负载率与效率关系，拟合得到所述电力电子变压器内部各变流环节的负载率与效率关系曲线；
根据各变流环节的负载率与效率关系曲线，计算各变流环节的负载率与损耗关系；
根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线；
对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型；
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配；
所述对最小运行损耗功率分配曲线进行分段拟合，得到单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
将每个环节的多机并联最小运行损耗功率分配曲线分为第一曲线段、第二曲线段、第三曲线段、第四曲线段和第五曲线段，其中，第一曲线段包括从最小负载到第一负载跳跃点的两并列曲线段，所述第一负载跳跃点为并列曲线段的末端所对应的负载点，第二曲线段包括从第一负载跳跃点到第二负载跳跃点的第一连接曲线段，所述第二负载跳跃点为第一连接曲线段与环状曲线段上段的连接点所对应的负载点，第三曲线段包括从第二负载跳跃点到第三负载跳跃点的环状曲线段的上段，所述第三负载跳跃点为所述环状曲线段在投影平面上的投影曲线中x轴坐标最大时环状曲线段所对应的负载点，所述投影平面的x轴为一电力电子变压器的功率，所述投影平面的y轴为另一电力电子变压器的功率，第四曲线段包括从第三负载跳跃点到第四负载跳跃点的环状曲线段的下段，第四负载跳跃点为环状曲线段下段与第二连接曲线段的连接点所对应的负载点，第五曲线段包括从第四负载跳跃点到最大负载的第二连接曲线段，对其中的第三曲线段在投影平面上的投影曲线和第四曲线段在投影平面上的投影曲线进行曲线拟合；
对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型；
所述对于每个环节建立两台并联电力电子变压器关于该环节的单环节多机并联的最优功率分配数学模型，具体包括：
对于两台并联电力电子变压器每个环节建立如下的单环节多机并联的最优功率分配数学模型：
当两台并联电力电子变压器的总负载x在最小负载到第一负载跳跃点LA之间时，两台电力电子变压器只运行一台，另一台闭锁；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第一负载跳跃点LA到第二负载跳跃点LB之间时，两台电力电子变压器平均分配功率；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第二负载跳跃点LB到第三负载跳跃点LC之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f1(x)，f1(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f1(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x在第三负载跳跃点LC到第四负载跳跃点LD之间时，其中一台电力电子变压器功率分配负荷率为f2(x)，f2(x)为拟合多项式，另一台电力电子变压器功率分配为x-f2(x)；当两台并联电力电子变压器的总负载x为第四负载跳跃点LD到最大负载LMAX时，两台电力电子平均分配功率，LMAX为两台电力电子变压器单环节并联最大运行功率。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述单环节多机并联的最优功率分配数学模型为单环节双机并联的最优功率分配数学模型，所述根据各变流环节的负载率与损耗关系，获得单个变流环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线，具体包括：
采用网格法计算不同负载下电力电子变压器单个环节多机并联运行的总损耗；
选择多个特定负载，确定在所述特定负载下单环节多机并联的最小总损耗，计算单环节多机并联在其负载范围下的最优运行功率分配，得到单环节多机并联最小运行损耗功率分配曲线。
6.根据权利要求4～5任一项所述的电子设备，其特征在于，所述根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，确定所述多机并联电力电子变压器各端口的最优功率分配，具体包括：
根据单环节多机并联的最优功率分配数学模型，对多机并联的多端口电力电子变压器从末端低压母线开始逐步往前确定各端口的最优功率分配。
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