CN111313713B - 一种大规模直流变压器的分布式控制方法 - Google Patents

一种大规模直流变压器的分布式控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大规模直流变压器的分布式控制方法，所述大规模直流变压器包括多个双有源全桥DC‑DC变换器模块，其中，多个所述双有源全桥DC‑DC变换器模块之间输入串联、输出并联，所述控制方法包括以下步骤：控制各个所述双有源全桥DC‑DC变换器模块为恒电压变比模式，获取各个所述双有源全桥DC‑DC变换器模块的输入电压Udci和直流变压器的输出电压Uo；根据所述输入电压Udci和输出电压Uo，计算各个双有源全桥DC‑DC变换；计算各个所述双有源全桥DC‑DC变换器模块的相移量Di；将所述相移量Di转换为驱动脉冲作用于所述直流变压器。本发明大大增强了系统的可靠性、灵活性以及模块化程度；同时可以使得直流变压器像交流变压器一样实现自动的两端电压调节和双向的能量传输。

Description

一种大规模直流变压器的分布式控制方法
技术领域
本发明属于直流变压器技术领域，特别涉及一种大规模直流变压器的分布式控制方法。
背景技术
在柔性直流配电系统中，直流变压器是实现中压直流配电网与低压直流微网之间电压匹配、电气隔离、双向能量传输以及电压调节的关键设备。直流变压器的种类繁多，通常包括：串并联组合型直流变压器、模块化多电平直流变压器、谐振型直流变压器以及多电平钳位型直流变压器等。在方案选择中，通常根据应用场合和实际的电压及功率等级需求进行取舍。在柔性直流配电系统应用中，输入串联输出并联型的直流变压器由于其高度的模块化结构、灵活的扩展性以及两端口耐压/耐流特性等而被视为最为理想的直流变压器拓扑。
对于输入串联输出并联型的直流变压器，基本功率单元的选择至关重要。为了同时满足电气隔离、双向能量传输、高功率密度以及高效率等实际应用需求，双有源全桥DC-DC变换器成直流变压器基本功率单元的首选。而对于以双有源桥为基本功率单元的输入串联输出并联型直流变压器，输入均压/输出均流是其基本的运行要求。针对这一目的，很多先进的控制方法已被报道：包括典型的三环控制、解耦控制、无互联输入均压控制以及下垂控制等。然而，这些控制方法的相关研究主要集中在直流变压器单向运行的工况下，此时直流变压器仅仅控制一端电压和单向的功率流动；而在柔性直流配电系统中，由于存在多种运行场景，因而两端的电压控制以及双向的功率传输必不可少。
但是，如果将现有的应用于输入串联输出并联型直流变压器的均压/均流方法直接应用于柔性直流配电系统中的直流变压器以实现两端的电压控制以及双向的能量传输，这就需要一个主控制器以监测系统的运行状态去实现不同运行场景下的算法切换，这不仅增加了控制系统的复杂程度，而且由于其较长的切换时间会造成母线电压较大的电压波动。同时，一旦控制系统的主控制器发生故障，直流变压器的稳定运行就会受到影响甚至中断，这使得系统的稳定性、灵活性以及模块化程度等大大降低。因此，对于存在频繁运行模式切换的柔性直流配电系统中的直流变压器，其能具有像交流变压器一样的两端电压调节以及双向能量传输能力是至关重要的。
发明内容
针对上述问题，本发明针对柔性直流配电系统中以双有源全桥DC-DC变换器为基本功率单元的输入串联输出并联直流变压器，提供一种能够实现双端的电压调节和双向的功率流动的类交流变压器的直流变压器分布式控制方法。
一种大规模直流变压器的分布式控制方法，所述的大规模直流变压器包括多个双有源全桥DC-DC变换器模块，其中，多个所述双有源全桥DC-DC变换器模块之间输入串联、输出并联，所述控制方法包括以下步骤：
S1：控制各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块为恒电压变比模式，获取各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的输入电压Udci和直流变压器的输出电压Uo；
S2：根据所述输入电压Udci和输出电压Uo，计算各个双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比ki
Figure BDA0002393489630000021
式中，Udci为第i个双有源全桥DC-DC变换器模块的输入电压，1≤i≤N，其中，N为双有源全桥DC-DC变换器模块的数量；
S3：计算各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的相移量Di
Figure BDA0002393489630000031
其中，所述Di为直流变压器中第i个双有源全桥DC-DC变换器模块对应的相移量，G(s)为直流变压器中相移量PI控制器的传递函数，ULV和UMV分别为直流变压器的中压侧端口和低压侧端口的参考电压，N为双有源全桥DC-DC变换器模块的数量；
S4：将所述相移量Di转换为驱动脉冲作用于所述直流变压器。
优选的，所述控制方法还包括：
控制所述各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比ki相等。
优选的，所述控制方法还包括：
S5:检测和验证所述直流变压器的稳定性。
优选的，所述检测和验证直流变压器的稳定性包括以下步骤：
S51：建立直流变压器的控制模型，并计算直流变压器中的两个双有源全桥DC-DC变换器模块间的输入电压误差
Figure BDA0002393489630000032
Figure BDA0002393489630000033
其中，ΔUdc12为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块间的输入电压误差值；Udc为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块总的输入电压；k1和k2分别为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比，Udc1和Udc2分别为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的输入电压；
S52：建立所述直流变压器的小信号模型；
S53：根据所述直流变压器的控制模型与小信号模型，得出直流变压器中两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块间的相对输入电压误差传递函数
Figure BDA0002393489630000034
S54:根据所述对输入电压误差传递函数
Figure BDA0002393489630000035
的极点分布，判断所述直流变压器的稳定性。
优选的，所述建立直流变压器的控制模型包括：
计算所述直流变压器输出电压的扰动分量
Figure BDA0002393489630000041
Figure BDA0002393489630000042
其中，
Figure BDA0002393489630000043
分别为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的输出电压分量，R表示负载电阻，Cf为双有源全桥DC-DC变换器模块的输出电容；
根据所述双有源全桥DC-DC变换器模块的相移量Di，得出所述双有源全桥DC-DC变换器模块相移量的小信号分量
Figure BDA0002393489630000044
Figure BDA0002393489630000045
其中，
Figure BDA0002393489630000046
为第i个双有源全桥DC-DC变换器模块对应的输入电压的扰动分量，G为直流变压器中相移量PI控制器的传递函数。
优选的，所述建立所述直流变压器的小信号模型包括：
根据直流变压器中各个所述双有源全桥DC-DC变换器的输入电压、输出电压及相移量，计算其传输功率Pi：
Figure BDA0002393489630000047
其中，Di表示直流变压器中第i个模块对应的相移量，f为开关频率，Li为第i个双有源全桥DC-DC变换器模块的储能电感，n为变压器的变比；
根据所述传输功率Pi，可得出所述双有源全桥DC-DC变换器模块的平均输入电流i1i和输出电流i2i：
Figure BDA0002393489630000051
根据所述双有源全桥DC-DC变换器模块的平均输入电流i1i和输出电流i2i，建立所述双有源全桥DC-DC变换器模块的小信号模型：
Figure BDA0002393489630000052
其中，所述givi表示第i个模块输出电压和输入电流间的传递函数，gidi表示第i个模块相移量和输入电流间的传递函数，govi表示第i个模块的输入电压和输出电流间的传递函数，godi表示第i个模块相移量和输出电流间的传递函数，所述givi、gidi、govi及godi分别为
Figure BDA0002393489630000053
其中，R为负载电阻。
优选的，所述根据所述直流变压器的控制模型与小信号模型，得出直流变压器中两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块间的相对输入电压误差传递函数
Figure BDA0002393489630000054
包括：
根据小信号模型、相移量的小信号分量、输出电压扰动分量，计算直流变压器输入电压的扰动分量与输出电压扰动分量的第一关系：
Figure BDA0002393489630000061
对输入侧进行分析，计算直流变压器输入电压的扰动分量与输出电压扰动分量的第二关系：
Figure BDA0002393489630000062
根据所述直流变压器输入电压的扰动分量与输出电压扰动分量的第一关系和第二关系，得直流变压器两模块的相对输入电压误差的传递函数：
Figure BDA0002393489630000063
其中，所述E1、E2、E3和E4满足
Figure BDA0002393489630000064
优选的，所述根据所述对输入电压误差传递函数
Figure BDA0002393489630000065
的极点分布，采用罗斯判据判断所述直流变压器的稳定性。
本发明以柔性直流配电系统为应用背景，针对以双有源全桥DC-DC变换器为基本功率单元的输入串联输出并联型直流变压器，通过将直流变压器中的每个模块控制为单相移调制下的恒定电压变比运行模式，以实现直流变压器的两端电压控制以及双向的能量传输。本发明所提出的直流变压器分布式控制方法在任何运行场景下均不需要主控制器来监测系统运行状态、共享母线信息以及切换控制算法，大大增强了系统的可靠性、灵活性以及模块化程度；同时可以使得直流变压器像交流变压器一样实现自动的两端电压调节和双向的能量传输。此外，该方法易于数字实现等优点，具有较强的实用性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为所述柔性直流配电系统的大规模直流变压器；
图2为输入串联输出并联型直流变压器中输入电压不平衡机理；
图3为大规模直流变压器分布式控制方法下变换器的恒定电压比特性；
图4为大规模直流变压器的分布式控制方法控制框图；
图5为直流变压器控制方法下两端电压控制与双向能量传输机理；
图6为含两个双有源全桥DC-DC变换器模块的直流变压器小信号电路；
图7为大规模直流变压器分布式控制方法下的跟轨迹分析；
图8为大规模直流变压器分布式控制方法下各模块输入电压的实验波形图；
图9为大规模直流变压器分布式控制方法下输出电压实验波形图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种大规模直流变压器的分布式控制方法，特别是针对以双有源全桥DC-DC变换器为基本功率单元的输入串联输出并联的直流变压器，该控制方法能够实现双端的电压调节和双向的功率流动。
请参照图1，本发明所述用于柔性直流配电系统的直流变压器包括多个双有源全桥DC-DC变换器模块，各个双有源全桥DC-DC变换器模块之间输入串联输出并联。
本实施例所述的用于大规模直流变压器的分布式控制方法，包括以下步骤：
S1：控制各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块为恒电压变比模式，获取各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的输入电压Udci和直流变压器的输出电压Uo。
S2：根据所述输入电压Udci和输出电压Uo，计算各个双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比ki，控制所述各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比ki相等，
Figure BDA0002393489630000081
式中，Udci为第i个双有源全桥DC-DC变换器模块对应的输入电压，1≤i≤N，其中，N为双有源全桥DC-DC变换器模块的数量。
S3：计算各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的相移量Di
Figure BDA0002393489630000082
其中，所述Di为直流变压器中第i个双有源全桥DC-DC变换器模块对应的相移量，G(s)为直流变压器中相移量PI控制器的传递函数，ULV和UMV分别为直流变压器的中压侧端口和低压侧端口的参考电压，N为双有源全桥DC-DC变换器模块的数量。
S4：将所述相移量Di转换为驱动脉冲作用于所述直流变压器。
下面结合图2、图3及图4，对直流变压器的控制方法进行示例性的说明，具体的，本次示例性说明的直流变压器包含两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的包括以下步骤：
S1：获取各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的输入电压Udci和直流变压器的输出电压Uo，控制两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块为恒电压变比模式。
S2：所述根据所述输入电压Udci和输出电压Uo，计算两个双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比k1、k2，两个双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比为
Figure BDA0002393489630000091
需要说明的是，在恒定电压比运行条件下，直流变压器两模块的输入电压的相对误差为：
Figure BDA0002393489630000092
由此可见，恒定电压变比运行模式下的直流变压器，其输入端的电压误差与各模块的电压变比有关。因此，当控制各模块的电压变比相等时，直流变压器便可以实现均压/均流控制。
S3：计算各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的相移量Di
Figure BDA0002393489630000093
其中，所述Di为直流变压器中第i个双有源全桥DC-DC变换器模块对应的相移量，G(s)为直流变压器中相移量PI控制器的传递函数，ULV和UMV分别为直流变压器的中压侧端口和低压侧端口的参考电压，N为双有源全桥DC-DC变换器模块的数量。
根据上述描述，通过控制各模块的实际电压变比与参考电压变比，即可得到直流变压器各模块的相移量。
S4：将所述相移量Di转换为驱动脉冲作用于所述直流变压器。具体的，将所得到的相移量通过单重相移调制器转换为驱动脉冲作用于直流变压器。
具体的，本实施例所述的相移量的PI控制器G可以表示为
Figure BDA0002393489630000101
式中，Kp和Ki分别表示PI控制器的控制参数，具体的，Kp和Ki根据需求设置。
下面结合上述描述和图5，对本实施例所述直流变压器的两端电压控制与双向能量传输机理进行说明。
请参照图5，在稳态1情况下，直流变压器各模块运行于恒定电压比模式，功率正向流动，直流变压器管理低压侧电压；当中压侧VSC故障后，中压侧电压跌落使得各模块的实际电压比高于参考电压比，此时自适应控制器动作，使得相移量由正变为负，功率反向流动，进而直流变压器变为管理中压侧直流电压，实现自动的两端电压管理与双向能量传输，且在整个运行过程中不需要任何主控制器切换算法。
为了验证适用于大规模直流变压器的分布式控制方法的稳定性，本实施例所述的用于大规模直流变压器的分布式控制方法，还包括：
S5:检测和验证所述直流变压器的稳定性。
具体的，所述检测和验证直流变压器的稳定性包括以下步骤：
S51：建立直流变压器的控制模型，并计算直流变压器的两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块间的输入电压误差
Figure BDA0002393489630000102
Figure BDA0002393489630000111
其中，ΔUdc12为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块间的输入电压误差值；Udc为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块总的输入电压；k1和k2分别为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比，Udc1和Udc2分别为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的输入电压；
S52：建立所述直流变压器的小信号模型；
S53：根据所述直流变压器的控制模型与小信号模型，得出直流变压器中两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块间的相对输入电压误差传递函数
Figure BDA0002393489630000112
S54:根据所述对输入电压误差传递函数
Figure BDA0002393489630000113
的极点分布，判断所述直流变压器的稳定性。
请参照图6，分析并结合直流变压器小信号电路，对所述建立直流变压器的控制模型和所述建立所述直流变压器的小信号模型进行示例性的说明。
具体的，所述建立直流变压器的控制模型包括：
计算所述直流变压器输出电压的扰动分量
Figure BDA0002393489630000114
Figure BDA0002393489630000115
其中，
Figure BDA0002393489630000116
分别为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的输出电压分量，R表示负载电阻，Cf为双有源全桥DC-DC变换器模块的输出电容；
根据所述双有源全桥DC-DC变换器模块的相移量Di，得出所述双有源全桥DC-DC变换器模块相移量的小信号分量
Figure BDA0002393489630000117
Figure BDA0002393489630000118
其中，
Figure BDA0002393489630000121
为第i个双有源全桥DC-DC变换器模块对应的输入电压的扰动分量。G为直流变压器中相移量PI控制器的传递函数。
具体的，所述建立所述直流变压器的小信号模型包括：
根据直流变压器中各个所述双有源全桥DC-DC变换器的输入电压、输出电压及相移量，计算其传输功率Pi：
Figure BDA0002393489630000122
其中，Di表示直流变压器中第i个模块对应的相移量，f为开关频率，Li为第i个双有源全桥DC-DC变换器模块的储能电感，n为变压器的变比；
根据所述传输功率Pi，可得出所述双有源全桥DC-DC变换器模块的平均输入电流i1i和输出电流i2i：
Figure BDA0002393489630000123
根据所述双有源全桥DC-DC变换器模块的平均输入电流i1i和输出电流i2i，建立所述双有源全桥DC-DC变换器模块的小信号模型：
Figure BDA0002393489630000124
其中，所述givi表示第i个模块输出电压和输入电流间的传递函数，gidi表示第i个模块相移量和输入电流间的传递函数，govi表示第i个模块的输入电压和输出电流间的传递函数，godi表示第i个模块相移量和输出电流间的传递函数。具体的，所述givi，gidi，govi和godi分别为
Figure BDA0002393489630000131
其中，R为负载电阻。
具体的，所述根据所述直流变压器的控制模型与小信号模型，得出直流变压器中两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块间的相对输入电压误差传递函数
Figure BDA0002393489630000132
包括：
根据小信号模型、相移量的小信号分量、输出电压扰动分量，计算直流变压器输入电压的扰动分量与输出电压扰动分量的第一关系：
Figure BDA0002393489630000133
对输入侧进行分析，计算直流变压器输入电压的扰动分量与输出电压扰动分量的第二关系：
Figure BDA0002393489630000134
根据所述直流变压器输入电压的扰动分量与输出电压扰动分量的第一关系和第二关系，得直流变压器两模块的相对输入电压误差的传递函数为
Figure BDA0002393489630000135
其中，所述E1、E2、E3和E4满足
Figure BDA0002393489630000141
其中，所述根据所述对输入电压误差传递函数
Figure BDA0002393489630000142
的极点分布，判断所述直流变压器的稳定性采用罗斯判据。具体的，所述输入电压误差传递函数的分母可以表示为
Δq(s)＝a4s4+a3s3+a2s2+a1s+a0
其中，各系数表示为：
Figure BDA0002393489630000143
结合上述公式，采用罗斯判据即可得其根轨迹分布图，如图7所示。在直流变压器的控制方法下，传递函数所有的极点均分布在复平面的右侧，进而可知系统是稳定的。
本专利的申请人在发明创造的过程中还对所述控制方法控制过程中各模块输入电压和输出电压的实验波形进行采集并绘制成波形图。各模块的输入电压波形图如图8所示，从图8可知直流变压器各模块的输入电压几乎相等，这表明各个模块所分担的传输功率相等。输出电压的波形图，如图9所示，由图9可知，在所提出的直流变压器的控制方法下，输出电压可以稳定在参考电压附近。同时，直流变压器先通过不控整流实现软启动，在直流变压器的正向电压管理与反向电压管理切换时，直流变压器的端电压几乎没有波动。
综上所述，本发明以柔性直流配电系统为应用背景，针对以双有源全桥DC-DC变换器为基本功率单元的输入串联输出并联型直流变压器，通过将直流变压器中的每个模块控制为单相移调制下的恒定电压变比运行模式，以实现直流变压器的两端电压控制以及双向的能量传输。本发明所提出的适用于柔性直流配电的直流变压器控制方法在任何运行场景下均不需要主控制器来监测系统运行状态、共享母线信息以及切换控制算法，大大增强了系统的可靠性、灵活性以及模块化程度；同时可以使得直流变压器像交流变压器一样实现自动的两端电压调节和双向的能量传输此外，该方法易于数字实现等优点，具有较强的实用性。
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)

1.一种大规模直流变压器的分布式控制方法，其特征在于，所述的大规模直流变压器包括多个双有源全桥DC-DC变换器模块，其中，多个所述双有源全桥DC-DC变换器模块之间输入串联、输出并联，所述控制方法包括以下步骤：
S1：控制各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块为恒电压变比模式，获取各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的输入电压Udci和直流变压器的输出电压Uo；
S2：根据所述输入电压Udci和输出电压Uo，计算各个双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比ki
Figure FDA0003173578650000011
式中，Udci为第i个双有源全桥DC-DC变换器模块的输入电压，1≤i≤N，其中，N为双有源全桥DC-DC变换器模块的数量；
S3：计算各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的相移量Di
Figure FDA0003173578650000012
其中，所述Di为直流变压器中第i个双有源全桥DC-DC变换器模块对应的相移量，G(s)为直流变压器中相移量PI控制器的传递函数，ULV和UMV分别为直流变压器的中压侧端口和低压侧端口的参考电压，N为双有源全桥DC-DC变换器模块的数量；
S4：将所述相移量Di转换为驱动脉冲作用于所述直流变压器；
S5:检测和验证所述直流变压器的稳定性，其中，包括建立所述直流变压器的控制模型和所述直流变压器的小信号模型；并根据所述直流变压器的控制模型与小信号模型，得出直流变压器中两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块间的相对输入电压误差传递函数
Figure FDA0003173578650000013
包括：
根据小信号模型、相移量的小信号分量、输出电压扰动分量，计算直流变压器输入电压的扰动分量与输出电压扰动分量的第一关系：
Figure FDA0003173578650000021
对输入侧进行分析，计算直流变压器输入电压的扰动分量与输出电压扰动分量的第二关系：
Figure FDA0003173578650000022
根据所述直流变压器输入电压的扰动分量与输出电压扰动分量的第一关系和第二关系，得直流变压器两模块的相对输入电压误差的传递函数：
Figure FDA0003173578650000023
其中，所述E1、E2、E3和E4满足
Figure FDA0003173578650000024
其中，Udc为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块总的输入电压，Cf为双有源全桥DC-DC变换器模块的输出电容；godi表示第i个模块相移量和输出电流间的传递函数，gidi表示第i个模块相移量和输入电流间的传递函数，
Figure FDA0003173578650000025
为第i个双有源全桥DC-DC变换器模块对应的输入电压的扰动分量，G为直流变压器中相移量PI控制器的传递函数；R为负载电阻。
2.根据权利要求1所述大规模直流变压器的分布式控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
控制所述各个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比ki相等。
3.根据权利要求1所述大规模直流变压器的分布式控制方法，其特征在于，所述检测和验证直流变压器的稳定性包括以下步骤：
S51：建立直流变压器的控制模型，并计算直流变压器中的两个双有源全桥DC-DC变换器模块间的输入电压误差
Figure FDA0003173578650000031
Figure FDA0003173578650000032
其中，ΔUdc12为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块间的输入电压误差值；k1和k2分别为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的电压变比，Udc1和Udc2分别为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的输入电压；
S52：建立所述直流变压器的小信号模型；
S53：根据所述直流变压器的控制模型与小信号模型，得出直流变压器中两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块间的相对输入电压误差传递函数
Figure FDA0003173578650000033
S54:根据所述对输入电压误差传递函数
Figure FDA0003173578650000034
的极点分布，判断所述直流变压器的稳定性。
4.根据权利要求3所述大规模直流变压器的分布式控制方法，其特征在于，所述建立直流变压器的控制模型包括：
计算所述直流变压器输出电压的扰动分量
Figure FDA0003173578650000035
Figure FDA0003173578650000036
其中，
Figure FDA0003173578650000037
分别为两个所述双有源全桥DC-DC变换器模块的输出电压分量；
根据所述双有源全桥DC-DC变换器模块的相移量Di，得出所述双有源全桥DC-DC变换器模块相移量的小信号分量
Figure FDA0003173578650000038
Figure FDA0003173578650000041
其中，
Figure FDA0003173578650000042
为第i个双有源全桥DC-DC变换器模块对应的输入电压的扰动分量。
5.根据权利要求4所述大规模直流变压器的分布式控制方法，其特征在于，所述建立所述直流变压器的小信号模型包括：
根据直流变压器中各个所述双有源全桥DC-DC变换器的输入电压、输出电压及相移量，计算其传输功率Pi：
Figure FDA0003173578650000043
其中，Di表示直流变压器中第i个模块对应的相移量，f为开关频率，Li为第i个双有源全桥DC-DC变换器模块的储能电感，n为变压器的变比；
根据所述传输功率Pi，可得出所述双有源全桥DC-DC变换器模块的平均输入电流i1i和输出电流i2i：
Figure FDA0003173578650000044
根据所述双有源全桥DC-DC变换器模块的平均输入电流i1i和输出电流i2i，建立所述双有源全桥DC-DC变换器模块的小信号模型：
Figure FDA0003173578650000045
其中，所述givi表示第i个模块输出电压和输入电流间的传递函数，gidi表示第i个模块相移量和输入电流间的传递函数，所述givi、gidi、govi及godi分别为
Figure FDA0003173578650000051
6.根据权利要求1所述大规模直流变压器的分布式控制方法，其特征在于，所述根据所述对输入电压误差传递函数
Figure FDA0003173578650000052
的极点分布，采用罗斯判据判断所述直流变压器的稳定性。
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