CN109088441B - 电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法及装置，通过分别计算两台电力电子变压器的运行效率曲线，从而拟合出运行效率为负载功率的五次函数，分别得到两台电力电子变压器的损耗函数，在联立两台电力电子变压器的损耗函数后，得到两台电力电子变压器并机运行时的损耗曲面，在需求负载功率一定的情况下，能够在损耗曲面中寻找到使得损耗最低的第一最优负载功率和第二最优负载功率，解决了现有的控制方法为随机分配功率或均分功率，不能支撑优化分配两台电力电子变压器的功率，造成的两机并联运行时无法达到最优综合效率的技术问题。

Description

电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法及装置

技术领域

本发明涉及电力电子变压器技术领域，尤其涉及一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法及装置。

背景技术

智能电网的研究与应用正逐渐成为各国电力行业争相研究的主要课题。为了发展智能电网，推动能源生产和利用方式变革，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系，未来智能电网将有以下需求：高质量、高效率供电、便于交直流混合的可再生能源接入、故障自愈及高可靠运行等。以上需求很大程度上取决于核心设备的性能及智能化水平。

电力电子变压器(Solid State Transformer，SST)将电力电子变流技术与中高频变压互相结合，可起到变压、变流、隔离的功能，具备较高的智能化，是一种新型的变压设备。与传统配变相比，除具备变压及隔离功能外，还可兼有电能质量治理、故障自愈、潮流双向可控、便于接纳直流源荷等功能，可广泛应用于未来的分布式可再生能源并网、电力机车牵引、绿色数据中心、直流楼宇及新型工业园区等场景。

随着可再生能源的发展，面对上述场景的配网拓扑结构，将由单机、单源、单母线结构向多机、多源、环网结构发展，而电力电子变压器的并联运行技术是实现上述发展方向的基础。

目前，电力电子变压器的并联运行技术，主要分为三种实现方法：第一是两台电力电子变压器后级DC/AC都采用下垂控制，对微网中的微源输出的有功功率和无功功率分别进行控制，来获取稳定的频率和电压。但是，采用下垂控制不能精确分配两台电力电子变压器的功率。第二是两台电力电子变压器后级DC/AC部分同时采用V/f控制，通过互联通信，实现输出电压的频率幅值相同，避免环流。第三是主从控制，其中主机DC/AC部分采用V/f控制，从机DC/AC部分采用PQ控制。现有的控制方法为随机分配功率或均分功率，不能支撑优化分配两台电力电子变压器的功率，造成了两机并联运行时无法达到最优综合效率的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法及装置，解决了现有的控制方法为随机分配功率或均分功率，不能支撑优化分配两台电力电子变压器的功率，造成的两机并联运行时无法达到最优综合效率的技术问题。

本发明提供了一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法，包括：

S1、确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线；

S2、根据第一运行效率曲线和第二运行效率曲线，分别拟合得到第一电力电子变压器的第一运行效率为第一负载功率的第一五次函数以及第二电力电子变压器的第二运行效率为第二负载功率的第二五次函数；

其中，第一五次函数和第二五次函数分别为：

式(1)中，代表电力电子变压器的运行效率，x代表第一电力电子变压器的第一负载功率，y代表第二电力电子变压器的第二负载功率，A为常数。

S3、分别通过第一五次函数η₁(x)确定第一电力电子变压器的第一损耗函数loss₁(x)＝x[1-η₁(x)]，第二五次函数η₂(y)确定第二电力电子变压器的第二损耗函数loss₂(y)＝y[1-η₂(y)]；

S4、联合第一损耗函数loss₁(x)和第二损耗函数loss₂(y)，得到第一电力电子变压器和第二电力电子变压器并机运行时的损耗曲面loss(x,y)＝loss₁(x)+loss₂(y)，loss(x,y)为两机并机运行时的损耗值；

S5、根据需求负载功率P_load，对损耗曲面进行切面处理，确定损耗最低时的第一电力电子变压器的第一最优负载功率和第二电力电子变压器的第二最优负载功率，并生成最优功率分配表，其中需求负载功率P_load为两台电力电子变压器并机后需求的总功率。

可选地，步骤S1具体包括：

通过对第一电力电子变压器和第二电力电子变压器进行负载试验后得到的试验数据，确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线。

本发明提供了一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算装置，包括：

第一确定单元，用于确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线；

拟合单元，用于根据第一运行效率曲线和第二运行效率曲线，分别拟合得到第一电力电子变压器的第一运行效率为第一负载功率的第一五次函数以及第二电力电子变压器的第二运行效率为第二负载功率的第二五次函数；

其中，第一五次函数和第二五次函数分别为：

式(1)中，代表电力电子变压器的运行效率，x代表第一电力电子变压器的第一负载功率，y代表第二电力电子变压器的第二负载功率，A为常数。

第二确定单元，用于分别通过第一五次函数η₁(x)确定第一电力电子变压器的第一损耗函数loss₁(x)＝x[1-η₁(x)]，第二五次函数η₂(y)确定第二电力电子变压器的第二损耗函数loss₂(y)＝y[1-η₂(y)]；

损耗曲面构建单元，用于联合第一损耗函数loss₁(x)和第二损耗函数loss₂(y)，得到第一电力电子变压器和第二电力电子变压器并机运行时的损耗曲面loss(x,y)＝loss₁(x)+loss₂(y)，loss(x,y)为两机并机运行时的损耗值；

最优功率分配单元，用于根据需求负载功率P_load，对损耗曲面进行切面处理，确定损耗最低时的第一电力电子变压器的第一最优负载功率和第二电力电子变压器的第二最优负载功率，并生成最优功率分配表，其中需求负载功率P_load为两台电力电子变压器并机后需求的总功率。

可选地，第一确定单元还用于：

通过对第一电力电子变压器和第二电力电子变压器进行负载试验后得到的试验数据，确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线。

本发明提供了一种电力电子变压器并机控制方法，包括：

S11、确定第一电力电子变压器为采用V/f控制的主机，第二电力电子变压器为采用PQ控制的从机；

S12、获取第一电力电子变压器的第一有功功率实际输出值和第二电力电子变压器的第二有功功率实际输出值；

S13、通过第一有功功率实际输出值和第二有功功率实际输出值求和得到需求负载功率；

S14、根据权利要求1或2中任意一项所述电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法得到的最优功率分配表，确定在需求负载功率的情况下，第二电力电子变压器的第二最优负载功率；

S15、将第二电力电子变压器的第二最优负载功率以及第二有功功率实际输出值输入至PQ控制器中，并通过第二SPWM调制来驱动第二电力电子变压器的第二开关器件。

可选地，步骤S11之后还包括：

获取第一电力电子变压器的电压实际输出值和电流实际输出值；

获取第一电力电子变压器的电压参考值和频率参考值；

将第一电力电子变压器的电压参考值和频率参考值进行abc/dq变换，得到第一电力电子变压器的d轴电压参考输出值和q轴电压参考输出值；

将第一电力电子变压器的d轴电压参考输出值、q轴电压参考输出值、电压实际输出值和电流实际输出值输入至V/f控制器中，并通过第一SPWM调制来驱动第一电力电子变压器的第一开关器件。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法，包括：S1、确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线；S2、根据第一运行效率曲线和第二运行效率曲线，分别拟合得到第一电力电子变压器的第一运行效率为第一负载功率的第一五次函数以及第二电力电子变压器的第二运行效率为第二负载功率的第二五次函数；S3、分别通过第一五次函数确定第一电力电子变压器的第一损耗函数，第二五次函数确定第二电力电子变压器的第二损耗函数；S4、联合第一损耗函数和第二损耗函数，得到第一电力电子变压器和第二电力电子变压器并机运行时的损耗曲面；S5、根据需求负载功率，对损耗曲面进行切面处理，确定损耗最低时的第一电力电子变压器的第一最优负载功率和第二电力电子变压器的第二最优负载功率，并生成最优功率分配表。

本发明通过分别计算两台电力电子变压器的运行效率曲线，从而拟合出运行效率为负载功率的五次函数，分别得到两台电力电子变压器的损耗函数，在联立两台电力电子变压器的损耗函数后，得到两台电力电子变压器并机运行时的损耗曲面，在需求负载功率一定的情况下，能够在损耗曲面中寻找到使得损耗最低的第一最优负载功率和第二最优负载功率，使得能够通过当前电力电子变压器的需求负载功率来查找对应两机并机运行时的最优功率分配，进而控制两台电力电子变压器的最优负载功率，合理分配两个互联端口的负荷容量，解决了现有的控制方法为随机分配功率或均分功率，不能支撑优化分配两台电力电子变压器的功率，造成的两机并联运行时无法达到最优综合效率的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算装置的一个实施例的结构示意图；

图3为本发明提供的一种电力电子变压器并机控制方法的一个实施例的流程示意图；

图4为本发明提供的一种电力电子变压器并机控制方法的另一个实施例的流程示意图；

图5为运行效率曲线图；

图6为损耗曲面图；

图7为损耗曲面的XY平面图；

图8为需求负载功率为250kW的损耗切面图；

图9为需求负载功率为1250kW的损耗切面图；

图10为电力电子变压器并机系统结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法及装置，解决了现有的控制方法为随机分配功率或均分功率，不能支撑优化分配两台电力电子变压器的功率，造成的两机并联运行时无法达到最优综合效率的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供了一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法，包括：

101、确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线；

需要说明的是，具体地，分别通过对第一电力电子变压器和第二电力电子变压器进行负载试验后得到的试验数据，来确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线；

以两台同型号的1MVA电力电子变压器为例，通过负载试验测得可直接用于计算运行效率的输入功率和输出功率，最终得到如图5所示的运行效率曲线，其中，横坐标为负载功率，纵坐标为运行效率。

102、根据第一运行效率曲线和第二运行效率曲线，分别拟合得到第一电力电子变压器的第一运行效率为第一负载功率的第一五次函数以及第二电力电子变压器的第二运行效率为第二负载功率的第二五次函数；

需要说明的是，根据如图5所示的运行效率曲线，可拟合出第一电力电子变压器的第一运行效率为第一负载功率的第一五次函数以及第二电力电子变压器的第二运行效率为第二负载功率的第二五次函数；

其中，第一五次函数和第二五次函数分别为：

式(1)中，η代表电力电子变压器的运行效率，x代表第一电力电子变压器的第一负载功率，y代表第二电力电子变压器的第二负载功率，A为常数。

103、分别通过第一五次函数确定第一电力电子变压器的第一损耗函数，第二五次函数确定第二电力电子变压器的第二损耗函数；

需要说明的是，通过第一五次函数η₁(x)来确定第一电力电子变压器的第一损耗函数loss₁(x)＝x[1-η₁(x)]，第二五次函数η₂(y)来确定第二电力电子变压器的第二损耗函数loss₂(y)＝y[1-η₂(y)]。

104、联合第一损耗函数和第二损耗函数，得到第一电力电子变压器和第二电力电子变压器并机运行时的损耗曲面；

需要说明的是，联合第一损耗函数loss₁(x)和第二损耗函数loss₂(y)，得到如图6所示的第一电力电子变压器和第二电力电子变压器并机运行时的损耗曲面loss(x,y)＝loss₁(x)+loss₂(y)，loss(x,y)为两机并机运行时的损耗值。

105、根据需求负载功率，对损耗曲面进行切面处理，确定损耗最低时的第一电力电子变压器的第一最优负载功率和第二电力电子变压器的第二最优负载功率，并生成最优功率分配表；

需要说明的是，需求负载功率P_load为两台电力电子变压器并机后需求的总功率，如图7所示的损耗曲面的XY平面，其中x轴代表第一电力电子变压器的负载功率，y轴代表第二电力电子变压器的负载功率，以第一电力电子变压器和第二电力电子变压器为同型号的1MVA电力电子变压器为例，存在以下约束条件：

以式(2)的约束条件对图6所示的损耗曲面进行切面处理，以250kW以及1250kW为例，得到如图8和图9所示的两个损耗切面图，根据图7和图8损耗切面图确定损耗最小值，由此得到第一电力电子变压器的第一最优负载功率和第二电力电子变压器的第二最优负载功率，并生成如表一所示的最优功率分配表：

表1最优功率分配表

在表一中对需求负载功率采用均分方式，使得对最优负载功率的分配存在一定误差，若需要得到更精确的数值，可适当减小表一中对需求负载功率划分区间的数值。

本发明实施例通过分别计算两台电力电子变压器的运行效率曲线，从而拟合出运行效率为负载功率的五次函数，分别得到两台电力电子变压器的损耗函数，在联立两台电力电子变压器的损耗函数后，得到两台电力电子变压器并机运行时的损耗曲面，在需求负载功率一定的情况下，能够在损耗曲面中寻找到使得损耗最低的第一最优负载功率和第二最优负载功率，使得能够通过当前电力电子变压器的需求负载功率来查找对应两机并机运行时的最优功率分配，进而控制两台电力电子变压器的最优负载功率，合理分配两个互联端口的负荷容量，解决了现有的控制方法为随机分配功率或均分功率，不能支撑优化分配两台电力电子变压器的功率，造成的两机并联运行时无法达到最优综合效率的技术问题。

以上是对本发明提供的一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法的实施例进行的说明，以下将对本发明提供的一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算装置的实施例进行说明。

请参阅图2，本发明提供了一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算装置，包括：

第一确定单元201，用于确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线；

第一确定单元201还用于通过对第一电力电子变压器和第二电力电子变压器进行负载试验后得到的试验数据，确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线；

拟合单元202，用于根据第一运行效率曲线和第二运行效率曲线，分别拟合得到第一电力电子变压器的第一运行效率为第一负载功率的第一五次函数以及第二电力电子变压器的第二运行效率为第二负载功率的第二五次函数；

第二确定单元203，用于分别通过第一五次函数确定第一电力电子变压器的第一损耗函数，第二五次函数确定第二电力电子变压器的第二损耗函数；

损耗曲面构建单元204，用于联合第一损耗函数和第二损耗函数，得到第一电力电子变压器和第二电力电子变压器并机运行时的损耗曲面；

最优功率分配单元205，用于根据需求负载功率，对损耗曲面进行切面处理，确定损耗最低时的第一电力电子变压器的第一最优负载功率和第二电力电子变压器的第二最优负载功率，并生成最优功率分配表。

本发明实施例通过第一确定单元201分别计算两台电力电子变压器的运行效率曲线，从而利用拟合单元202拟合出运行效率为负载功率的五次函数，由第二确定单元203分别得到两台电力电子变压器的损耗函数，在联立两台电力电子变压器的损耗函数后，通过损耗曲面构建单元204得到两台电力电子变压器并机运行时的损耗曲面，在需求负载功率一定的情况下，能够在损耗曲面中寻找到使得损耗最低的第一最优负载功率和第二最优负载功率，使得最优功率分配单元205能够通过当前电力电子变压器的需求负载功率来查找对应两机并机运行时的最优功率分配，进而控制两台电力电子变压器的最优负载功率，合理分配两个互联端口的负荷容量，解决了现有的控制方法为随机分配功率或均分功率，不能支撑优化分配两台电力电子变压器的功率，造成的两机并联运行时无法达到最优综合效率的技术问题。

以上是对本发明提供的一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算装置的实施例进行的说明，以下将对本发明提供的电力电子变压器并机控制方法的一个实施例进行说明。

请参阅图3，本发明提供了一种电力电子变压器并机控制方法的一个实施例，包括：

301、确定第一电力电子变压器为采用V/f控制的主机，第二电力电子变压器为采用PQ控制的从机；

需要说明的是，本发明实施例为基于主从控制的电力电子变压器并机控制方法，如图10所示的系统结构图，其中主机SST1采用V/f控制，从机SST2采用PQ控制，在虚线内为主电路部分，主机SST1和从机SST2共同接入380V母线，主从关系可以进行切换。

302、获取第一电力电子变压器的第一有功功率实际输出值和第二电力电子变压器的第二有功功率实际输出值；

需要说明的是，对于从机SST2的控制，首先通过电压、电流传感器对DC/AC逆变器输出电流及电压进行采样，再通过abc/dq变换后，通过计算得到从机SST2的i_d、i_q、u_d、u_q、P_sst2、Q_sst2等实际值。同时，对于主机SST1的控制，同样通过电压、电流传感器对DC/AC逆变器输出电流及电压进行采样，再通过abc/dq变换后，通过计算得到主机SST1的i_d、i_q、u_d、u_q、P_sst1、Q_sst1等实际值。即主机SST1的第一有功功率实际输出值为P_sst1，从机SST2的第二有功功率表实际输出值为P_sst2。

303、通过第一有功功率实际输出值和第二有功功率实际输出值求和得到需求负载功率；

需要说明的是，第一有功功率实际输出值P_sst1和第二有功功率表实际输出值P_sst2通过求和得出需求负载功率P_load。

304、根据实施例一或实施例二所述电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法得到的最优功率分配表，确定在需求负载功率的情况下，第二电力电子变压器的第二最优负载功率；

需要说明的是，根据需求负载功率P_load，利用查表法查找实施例一或实施例二得到的最优功率分配表，从而得到第二电力电子变压器的第二最优负载功率P_sst2ref。

305、将第二电力电子变压器的第二最优负载功率以及第二有功功率实际输出值输入至PQ控制器中，并通过第二SPWM调制来驱动第二电力电子变压器的第二开关器件；

需要说明的是，将第二电力电子变压器的第二最优负载功率P_sst2ref以及第二有功功率实际输出值P_sst2输入至PQ控制器中，并通过第二SPWM调制来驱动第二电力电子变压器的第二开关器件。

通过本实施例的控制方法，使得两台电力电子变压器按照最优功率分配表进行功率分配，实现最大功率点的实时跟踪。

以上是对本发明提供的电力电子变压器并机控制方法的一个实施例进行的说明，以下将对本发明提供的电力电子变压器并机控制方法的另一个实施例进行说明。

请参阅图4，本发明提供了一种电力电子变压器并机控制方法的另一个实施例，包括：

401、确定第一电力电子变压器为采用V/f控制的主机，第二电力电子变压器为采用PQ控制的从机；

需要说明的是，本发明实施例为基于主从控制的电力电子变压器并机控制方法，如图10所示的系统结构图，其中主机SST1采用V/f控制，从机SST2采用PQ控制，在虚线内为主电路部分，主机SST1和从机SST2共同接入380V母线，主从关系可以进行切换。

402、获取第一电力电子变压器的第一有功功率实际输出值和第二电力电子变压器的第二有功功率实际输出值；

需要说明的是，对于从机SST2的控制，首先通过电压、电流传感器对DC/AC逆变器输出电流及电压进行采样，再通过abc/dq变换后，通过计算得到从机SST2的i_d、i_q、u_d、u_q、P_sst2、Q_sst2等实际值。同时，对于主机SST1的控制，同样通过电压、电流传感器对DC/AC逆变器输出电流及电压进行采样，再通过abc/dq变换后，通过计算得到主机SST1的i_d、i_q、u_d、u_q、P_sst1、Q_sst1等实际值。即主机SST1的第一有功功率实际输出值为P_sst1，从机SST2的第二有功功率表实际输出值为P_sst2。

403、通过第一有功功率实际输出值和第二有功功率实际输出值求和得到需求负载功率；

需要说明的是，第一有功功率实际输出值P_sst1和第二有功功率表实际输出值P_sst2通过求和得出需求负载功率P_load。

404、根据实施例一或实施例二所述电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法得到的最优功率分配表，确定在需求负载功率的情况下，第二电力电子变压器的第二最优负载功率；

需要说明的是，根据需求负载功率P_load，利用查表法查找实施例一或实施例二得到的最优功率分配表，从而得到第二电力电子变压器的第二最优负载功率P_sst2ref。

405、将第二电力电子变压器的第二最优负载功率以及第二有功功率实际输出值输入至PQ控制器中，并通过第二SPWM调制来驱动第二电力电子变压器的第二开关器件；

需要说明的是，将第二电力电子变压器的第二最优负载功率P_sst2ref以及第二有功功率实际输出值P_sst2输入至PQ控制器中，并通过第二SPWM调制来驱动第二电力电子变压器的第二开关器件。

在步骤401之后还包括：

406、获取第一电力电子变压器的电压实际输出值和电流实际输出值；

需要说明的是，除了对从机SST2控制，还包括对主机SST1的控制，对于主机SST1的控制，同样通过电压、电流传感器对DC/AC逆变器输出电流及电压进行采样，再通过abc/dq变换后，通过计算得到主机SST1的i_d、i_q、u_d、u_q、P_sst1、Q_sst1等实际值。

407、获取第一电力电子变压器的电压参考值和频率参考值；

需要说明的是，由于主机SST1的控制采用V/f控制，需要获取预先设定的主机SST1的电压参考值u_ref和频率参考值ω_ref。

408、将第一电力电子变压器的电压参考值和频率参考值进行abc/dq变换，得到第一电力电子变压器的d轴电压参考输出值和q轴电压参考输出值；

需要说明的是，将第一电力电子变压器的电压参考值u_ref和频率参考值ω_ref进行abc/dq变换，得到第一电力电子变压器的d轴电压参考输出值u_dref和q轴电压参考输出值u_qref。

409、将第一电力电子变压器的d轴电压参考输出值、q轴电压参考输出值、电压实际输出值和电流实际输出值输入至V/f控制器中，并通过第一SPWM调制来驱动第一电力电子变压器的第一开关器件；

需要说明的是，将第一电力电子变压器的d轴电压参考输出值u_dref、q轴电压参考输出值u_qref、电压实际输出值和电流实际输出值输入至V/f控制器中，并通过第一SPWM调制来驱动第一电力电子变压器的第一开关器件。

通过本实施例的控制方法，使得两台电力电子变压器按照最优功率分配表进行功率分配，实现最大功率点的实时跟踪。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法，其特征在于，包括：

S1、确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线；

S2、根据第一运行效率曲线和第二运行效率曲线，分别拟合得到第一电力电子变压器的第一运行效率为第一负载功率的第一五次函数以及第二电力电子变压器的第二运行效率为第二负载功率的第二五次函数；

其中，第一五次函数和第二五次函数分别为：

式(1)中，η代表电力电子变压器的运行效率，x代表第一电力电子变压器的第一负载功率，y代表第二电力电子变压器的第二负载功率，A₁₁、A₁₂、A₁₃、A₁₄、A₁₅、A₁₆以及A₂₁、A₂₂、A₂₃、A₂₄、A₂₅、A₂₆均为常数；

S3、分别通过第一五次函数η₁(x)确定第一电力电子变压器的第一损耗函数loss₁(x)＝x[1-η₁(x)]，第二五次函数η₂(y)确定第二电力电子变压器的第二损耗函数loss₂(y)＝y[1-η₂(y)]；

S4、联合第一损耗函数loss₁(x)和第二损耗函数loss₂(y)，得到第一电力电子变压器和第二电力电子变压器并机运行时的损耗曲面loss(x,y)＝loss₁(x)+loss₂(y)，loss(x,y)为两机并机运行时的损耗值；

S5、根据需求负载功率P_load，对损耗曲面进行切面处理，确定损耗最低时的第一电力电子变压器的第一最优负载功率和第二电力电子变压器的第二最优负载功率，并生成最优功率分配表，其中需求负载功率P_load为两台电力电子变压器并机后需求的总功率。

2.根据权利要求1所述的电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

通过对第一电力电子变压器和第二电力电子变压器进行负载试验后得到的试验数据，确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线。

3.一种电力电子变压器并机最优负载功率分配计算装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线；

拟合单元，用于根据第一运行效率曲线和第二运行效率曲线，分别拟合得到第一电力电子变压器的第一运行效率为第一负载功率的第一五次函数以及第二电力电子变压器的第二运行效率为第二负载功率的第二五次函数；

其中，第一五次函数和第二五次函数分别为：

式(1)中，η代表电力电子变压器的运行效率，x代表第一电力电子变压器的第一负载功率，y代表第二电力电子变压器的第二负载功率，A₁₁、A₁₂、A₁₃、A₁₄、A₁₅、A₁₆以及A₂₁、A₂₂、A₂₃、A₂₄、A₂₅、A₂₆均为常数；

第二确定单元，用于分别通过第一五次函数η₁(x)确定第一电力电子变压器的第一损耗函数loss₁(x)＝x[1-η₁(x)]，第二五次函数η₂(y)确定第二电力电子变压器的第二损耗函数loss₂(y)＝y[1-η₂(y)]；

损耗曲面构建单元，用于联合第一损耗函数loss₁(x)和第二损耗函数loss₂(y)，得到第一电力电子变压器和第二电力电子变压器并机运行时的损耗曲面loss(x,y)＝loss₁(x)+loss₂(y)，loss(x,y)为两机并机运行时的损耗值；

最优功率分配单元，用于根据需求负载功率P_load，对损耗曲面进行切面处理，确定损耗最低时的第一电力电子变压器的第一最优负载功率和第二电力电子变压器的第二最优负载功率，并生成最优功率分配表，其中需求负载功率P_load为两台电力电子变压器并机后需求的总功率。

4.根据权利要求3所述的电力电子变压器并机最优负载功率分配计算装置，其特征在于，第一确定单元还用于：

通过对第一电力电子变压器和第二电力电子变压器进行负载试验后得到的试验数据，确定第一电力电子变压器的第一运行效率曲线和第二电力电子变压器的第二运行效率曲线。

5.一种电力电子变压器并机控制方法，其特征在于，包括：

S11、确定第一电力电子变压器为采用V/f控制的主机，第二电力电子变压器为采用PQ控制的从机；

S12、获取第一电力电子变压器的第一有功功率实际输出值和第二电力电子变压器的第二有功功率实际输出值；

S13、通过第一有功功率实际输出值和第二有功功率实际输出值求和得到需求负载功率；

S14、根据权利要求1或2中任意一项所述电力电子变压器并机最优负载功率分配计算方法得到的最优功率分配表，确定在需求负载功率的情况下，第二电力电子变压器的第二最优负载功率；

S15、将第二电力电子变压器的第二最优负载功率以及第二有功功率实际输出值输入至PQ控制器中，并通过第二SPWM调制来驱动第二电力电子变压器的第二开关器件。

6.根据权利要求5所述的电力电子变压器并机控制方法，其特征在于，步骤S11之后还包括：

获取第一电力电子变压器的电压实际输出值和电流实际输出值；

获取第一电力电子变压器的电压参考值和频率参考值；

将第一电力电子变压器的电压参考值和频率参考值进行abc/dq变换，得到第一电力电子变压器的d轴电压参考输出值和q轴电压参考输出值；

将第一电力电子变压器的d轴电压参考输出值、q轴电压参考输出值、电压实际输出值和电流实际输出值输入至V/f控制器中，并通过第一SPWM调制来驱动第一电力电子变压器的第一开关器件。

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