CN115360749A - 交直流并联控制系统、方法及电子设备 - Google Patents

交直流并联控制系统、方法及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN115360749A
CN115360749A CN202210975021.XA CN202210975021A CN115360749A CN 115360749 A CN115360749 A CN 115360749A CN 202210975021 A CN202210975021 A CN 202210975021A CN 115360749 A CN115360749 A CN 115360749A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
output end
unit
output
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210975021.XA
Other languages
English (en)
Inventor
杨浩
曾明高
易滔
耿志东
宋森
周帅
张云瀚
颜旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Original Assignee
Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd filed Critical Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Priority to CN202210975021.XA priority Critical patent/CN115360749A/zh
Publication of CN115360749A publication Critical patent/CN115360749A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C17/00Arrangement or disposition of parts; Details or accessories not otherwise provided for; Use of control gear and control systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/02Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks using a single network for simultaneous distribution of power at different frequencies; using a single network for simultaneous distribution of ac power and of dc power
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H02M1/123Suppression of common mode voltage or current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本申请提供一种交直流并联控制系统、方法及电子设备,系统包括:第一高频辅助变流装置、第二高频辅助变流装置和控制装置,第一高频辅助变流装置和第二高频辅助变流装置并联连接,控制装置连接控制第一高频辅助变流装置和第二高频辅助变流装置;第一高频辅助变流装置包括:第一电压变换电路、第一逆变电路、第一无隔直电容移相全桥电路和第一输出滤波电路,第一输出滤波电路的输出端确定为第一交流电压输出端,第一无隔直电容移相全桥电路的输出端确定为第一直流电压输出端;第一交流电压输出端与第二交流电压输出端并联连接并将其连接端确定为第一端,第一直流电压输出端与第二直流电压输出端并联连接并将其连接端确定为第二端。

Description

交直流并联控制系统、方法及电子设备
技术领域
本申请涉及轨道交通车载设备领域,尤其涉及一种交直流并联控制系统、方法及电子设备。
背景技术
辅助变流器是轨道车辆的重要车载设备,可为整车空调、空气压缩机等三相负载和部分单相负载提供交流电源。传统辅助变流器多采用工频变压器隔离,由于工作频率较低,其磁性元件的体积和重量都较大,导致体积和重量都不尽人意。随着我国轨道交通行业的快速发展,辅助变流器作为列车的重要供电单元一直在不断升级,原先笨重的工频辅助变流器逐渐被小型高效的高频辅助变流器所取代。高频化可以有效降低电路中磁性元件的体积和重量,从而大大降低整体辅助变流器的体积和重量,提高功率密度,对地铁列车噪声的降低也有显著的效果。
传统地铁列车通常采用两台辅变扩展供电的方式,当一台辅变出现故障时,单台辅变无法满足整列车的负载要求,会导致列车减载。为了解决这一问题,通常采用四台辅变并网供电的方案。当一台辅变出现故障时,由于冗余设计,其余三台辅变仍可以满足整车的负载要求。辅助变流器的主要功能是提供三相三线制AC380V和DC110V供电,同时,很多地铁车辆需要提供单相AC220V供电。传统的单相AC220V供电通常采用变压器隔离在其副边获得中性点的方法,将三相三线制AC380V转换为三相四线制的AC220V。由于存在变压器,其体积和重量都较大。一种更简洁的方法,是采用三相四桥臂的方案。由于列车采用并网供电,必须解决并联逆变器各相的均流问题,三相四桥臂的并网均流带来了更大的挑战。并网供电对辅助变流器的控制提出了更高的要求,同时辅变数量的增加,也会增加整车布局和布线的复杂性。
发明内容
本申请实施例提供一种交直流并联控制系统、方法及电子设备,能够实现在一个辅变柜体中,集成两台高频辅变。两台高频辅变的交流输出先并联再输出,直流负载输出DC110V母线和负线在柜体内并联后输出,简化了整车布局和布线。
为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:
第一方面,本申请实施例提供了一种交直流并联控制系统,系统包括:第一高频辅助变流装置、第二高频辅助变流装置和控制装置,第一高频辅助变流装置和第二高频辅助变流装置并联连接,控制装置连接控制第一高频辅助变流装置和第二高频辅助变流装置;第一高频辅助变流装置包括:第一电压变换电路、第一逆变电路、第一无隔直电容移相全桥电路和第一输出滤波电路,第一电压变换电路的第一输入端与直流电压源连接,第一电压变换电路的输出端分别与第一逆变电路和所述第一无隔直电容移相全桥电路的输入端连接,第一逆变电路的输出端与第一输出滤波电路的输入端连接,第一输出滤波电路的输出端确定为第一交流电压输出端,第一无隔直电容移相全桥电路的输出端确定为第一直流电压输出端;第二高频辅助变流装置包括:第二电压变换电路、第二逆变电路、第二无隔直电容移相全桥电路和第二输出滤波电路,第二电压变换电路的第二输入端与直流电压源连接,第二电压变换电路的输出端分别与第二逆变电路和所述第二无隔直电容移相全桥电路的输入端连接,第二逆变电路的输出端与第二输出滤波电路的输入端连接,第二输出滤波电路的输出端确定为第二交流电压输出端,第二无隔直电容移相全桥电路的输出端确定为第二直流电压输出端;第一交流电压输出端与第二交流电压输出端并联连接并将其连接端确定为第一端,第一直流电压输出端与第二直流电压输出端并联连接并将其连接端确定为第二端。
根据上述描述的内容可知,由于对两台高频辅助变流装置的交流输出采用先并联再输出,对两台高频辅助变流装置的直流负载输出DC110V母线和负线在柜体内并联后输出,简化了整车布局和布线。
结合第一方面,在第一种可能的设计方案中,第一电压变换电路和第二电压变换电路结构相同,电压变换电路包括:预充电单元、输入滤波单元、三电平Boost串联单元和LLC单元;预充电单元连接高压直流母线,输入滤波单元连接所述预充电单元与LLC单元,用于滤除直流输入的谐波和共模干扰;三电平Boost串联单元连接LLC单元和逆变电路,用于输出期望电压值。
根据上述描述的内容可知,通过第一电压变换电路和第二电压变换电路将高压直流母线输出的高压直流变换成预设电压值,为逆变单元进行电压逆变换提供适合的电压,从而使得两台并联的高频辅助变流装置可以实现较好的稳定效果。
结合第一方面,在第二种可能的设计方案中,第一逆变电路和第二逆变电路结构相同,逆变电路为三相四桥臂电路,三相四桥臂电路包括:三相三线和第四桥臂,其中,三相三线采用T型三电平电路,第四桥臂采用两电平电路。
根据上述描述的内容可知,三相三线采用T型三电平电路,第四桥采用两电平电路,无需单独设计变压器来给整车提供AC220V单相负载。
结合第一方面的第二种可能的设计方案,在第三种可能的设计方案中,控制装置包括:数字入出单元、模拟输入单元、脉冲转换单元、逻辑控制单元、信号处理单元、数字运算单元、电源单元和网络接口单元,每个单元之间通过内部AMS总线进行信息交互。
根据上述描述的内容可知,控制装置采用高性能的数字控制器,对辅助逆变器的输出电压进行精确采集,并结合直流电压和输出电流进行并联控制,从而实现了稳定的并联功能。
结合第一方面,在第四种可能的设计方案中,系统还包括:第一EMI滤波单元,第一端与第一EMI滤波单元的输入端连接,第一EMI滤波单元的输出端输出多档位的交流电压。
根据上述描述的内容可知,逆变电路输出先并联,通过第一EMI滤波器后再输出,可以过滤掉干扰的谐波,保证电压的稳定。
结合第一方面的第四种可能的设计方案,在第五种可能的设计方案中,系统还包括:第二EMI滤波单元,第二端与第二EMI滤波单元的输入端连接,第二EMI滤波单元的输出端输出多档位的直流电压。
根据上述描述的内容可知,直流输出DC110V母线和负线先并联,再通过第二EMI滤波器后输出,可以过滤掉干扰的谐波,保证电压的稳定。
结合第一方面的第三种可能的设计方案,在第六种可能的设计方案中,控制装置对三相三线进行同步控制,第四桥臂采用同相开环的三次谐波控制。
第二方面,本申请实施例提供了一种交直流并联控制方法,方法包括:预设参考电压值;采集获得当前的第一电压电流值;将第一电压电流值输入电压前馈控制进行电压闭环反馈控制获得当前输出的电压幅值,并通过有功功率控制获得当前输出的电压相位;基于获得的电压幅值和电压相位,通过SVPWM方式生产控制脉冲对输出电压进行控制以实现输出电压达到参考电压值。
结合第二方面的方法可知,当变流器输出电压幅值和相位完全一致时,并联供电系统能实现最小的环流和均流效果,因此,本申请实施例中的方法通过目标电压的前馈给定,实现各台输出电压和频率保持一致,从而实现了良好的均流效果。
结合第二方面,在第一种可能的设计方案中,将第一电压电流值输入电压前馈控制进行电压闭环反馈控制获得当前输出的电压幅值,并通过有功功率控制获得当前输出的电压相位,包括:预设参考电压值,其给定值经过第一加法器减去经过电压前馈输出的预设电压值,然后输入第二加法器的第一输入端,第二加法器的输出端与幅值调节器连接,所述幅值调节器的输出与第三加法器的第一输入端连接,第三加法器的第二输入端输入正弦电压,第三加法器的输出端与第四加法器的第一输入端连接,第四加法器的输出端与相位调节器连接,相位调节器的输出端依次连接PWM器和LC单元,将LC单元的输出端确定为控制输出端;LC单元的输出端输出结果分别反向输入有功计算器和幅值计算器,有功计算器的输出端对应的结果与第四加法器的第二输入端相减,幅值计算器的输出端与第二加法器的第二输入端相减。
第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,设备包括:处理器、通信总线、通信接口以及存储器;所述通信总线分别连接所述处理器、所述通信接口和所述存储器;所述存储器存储有计算机可读取指令,当所述处理器执行可读取指令时,运行如第二方面及结合第二方面任一种可能的设计方案中的交直流并联控制方法。
在本申请中,第三方面所述的电子设备可以为终端设备或网络设备,或者可设置于该终端设备或网络设备中的芯片(系统)或其他部件或组件,或者包含该终端设备或网络设备的装置。
第四方面,提供一种计算机可读存储介质,包括:计算机程序或指令;当该计算机程序或指令在计算机上运行时,使得该计算机执行第二方面中任意一种可能的实现方式所述的方法被执行。
第五方面,提供一种计算机程序产品,包括计算机程序或指令,当该计算机程序或指令在计算机上运行时,使得该计算机执行第二方面中任意一种可能的实现方式所述的方法被执行。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种交直流并联控制系统的电路拓扑示意图;
图2为本申请实施例提供的一种控制装置的电路拓扑示意图;
图3为本申请实施例提供的一种交直流并联控制方法的控制算法示意图;
图4为本申请实施例提供的一种交直流并联控制方法的程序执行流程示意图;
图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
本申请将围绕可包括多个设备、组件、模块等的系统来呈现各个方面、实施例或特征。应当理解和明白的是,各个系统可以包括另外的设备、组件、模块等,并且/或者可以并不包括结合附图讨论的所有设备、组件、模块等。此外,还可以使用这些方案的组合。
另外,在本申请实施例中,“示例地”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。此外,在本申请实施例中,“和/或”所表达的含义可以是两者都有,或者可以是两者任选其一。
本申请实施例中,有时候下标如W1可能会笔误为非下标的形式如W1,在不强调其区别时,其所要表达的含义是一致的。
请参阅图1和图2,本申请实施例提供了一种交直流并联控制系统,系统包括:第一高频辅助变流装置、第二高频辅助变流装置和控制装置,第一高频辅助变流装置和第二高频辅助变流装置并联连接,控制装置连接控制第一高频辅助变流装置和第二高频辅助变流装置;第一高频辅助变流装置包括:第一电压变换电路、第一逆变电路、第一无隔直电容移相全桥电路和第一输出滤波电路,第一电压变换电路的第一输入端与直流电压源连接,第一电压变换电路的输出端分别与第一逆变电路和所述第一无隔直电容移相全桥电路的输入端连接,第一逆变电路的输出端与第一输出滤波电路的输入端连接,第一输出滤波电路的输出端确定为第一交流电压输出端,第一无隔直电容移相全桥电路的输出端确定为第一直流电压输出端;第二高频辅助变流装置包括:第二电压变换电路、第二逆变电路、第二无隔直电容移相全桥电路和第二输出滤波电路,第二电压变换电路的第二输入端与直流电压源连接,第二电压变换电路的输出端分别与第二逆变电路和所述第二无隔直电容移相全桥电路的输入端连接,第二逆变电路的输出端与第二输出滤波电路的输入端连接,第二输出滤波电路的输出端确定为第二交流电压输出端,第二无隔直电容移相全桥电路的输出端确定为第二直流电压输出端;第一交流电压输出端与第二交流电压输出端并联连接并将其连接端确定为第一端,第一直流电压输出端与第二直流电压输出端并联连接并将其连接端确定为第二端。
具体地,上述交直流并联控制系统集成于一个二合一的高频辅变柜体中,连接的高压直流母线输出电压为DC1500V,通过电压变换电路实现电压的转换。
电压变换电路包括:预充电单元、输入滤波单元、三电平Boost串联单元和LLC单元;预充电单元连接高压直流母线,输入滤波单元连接所述预充电单元与LLC单元,用于滤除直流输入的谐波和共模干扰;三电平Boost串联单元连接LLC单元和逆变电路,用于输出期望电压值。三电平Boost串联单元包括两路boost模块,两路boost模块采用串联应对1500V和供电制式,并维持输出期望直流电压。
LLC单元包括第一电阻和第一电容,第一电阻和第一电容并联设计,且LLC单元与三电平Boost串联单元并联设计。
在本申请实施例中,预充电单元的输入端连接着高压直流母线的输出电压,预充电单元的输出电路与输入滤波单元连接,以滤除直流输入的谐波和共模干扰。输入滤波单元包括电电感、电容和电阻,并配合并联交流接触器以实现滤波。
作为一种可能的实施方式,第一逆变电路和第二逆变电路结构相同,逆变电路为三相四桥臂电路,三相四桥臂电路包括:三相三线和第四桥臂,其中,三相三线采用T型三电平电路,第四桥臂采用两电平电路。
在本申请实施例中,逆变电路包括多个IGBT单元,IGBT单元与IGBT单元之间的连接关系可以为串联也可以为并联。通过三相三线采用T型三电平电路,第四桥采用两电平电路,无需单独设计变压器来给整车提供AC220V单相负载。
作为一种可能的实施方式,控制装置包括:数字入出单元、模拟输入单元、脉冲转换单元、逻辑控制单元、信号处理单元、数字运算单元、电源单元和网络接口单元,每个单元之间通过内部AMS总线进行信息交互。
控制装置采用高性能的数字控制器,对辅助逆变器的输出电压进行精确采集,并结合直流电压和输出电流进行并联控制。控制装置通过各个单元之间的相互交互,既可以对交直流并联控制系统中的交直流进行控制,也可以通过内部AMS总线实现信息数据的交互。
作为一种可能的实施方式,系统还包括:第一EMI滤波单元,第一端与第一EMI滤波单元的输入端连接,第一EMI滤波单元的输出端输出多档位的交流电压。
根据上述描述的内容可知,逆变电路输出先并联,通过第一EMI滤波器后再输出,可以过滤掉干扰的谐波,保证电压的稳定。
作为一种可能的实施方式,系统还包括:第二EMI滤波单元,第二端与第二EMI滤波单元的输入端连接,第二EMI滤波单元的输出端输出多档位的直流电压。
根据上述描述的内容可知,直流输出DC110V母线和负线先并联,再通过第二EMI滤波器后输出,可以过滤掉干扰的谐波,保证电压的稳定。
无隔直电容移相全桥电路为本申请实施例中集成于充电机中,通过其无隔直电容移相全桥电路,可以实现经过电压变换单元输出的直流电压信号经过稳定的变换输出更低档位的直流电压。
需要说明的是,三相四桥臂电路的输出并网,控制装置对三相三线进行同步控制,第四桥臂采用同相开环的三次谐波控制,使得在逆变器并网过程中,不增加并网控制目标量,方便输出并联控制实现。
请参阅图3,本申请实施例提供了一种交直流并联控制方法,方法包括:
步骤S1:预设参考电压值;
步骤S2:采集获得当前的第一电压电流值;
步骤S3:将第一电压电流值输入电压前馈控制进行电压闭环反馈控制获得当前输出的电压幅值,并通过有功功率控制获得当前输出的电压相位;
步骤S4:基于获得的电压幅值和电压相位,通过SVPWM方式生产控制脉冲对输出电压进行控制以实现输出电压达到参考电压值。
需要说明的是,并联控制的原理为:并联系统稳态时,系统内的逆变器由于并联交流母线,工作频率唯一,依据下垂特性,均工作在第一点。随着负荷增大,系统频率降低,逆变器输出有功功率随之增大,系统重新稳定于第二点。在此过程中,逆变器的输出有功功率自然均分。同理,无功功率随着母线电压幅值的调节,自动实现无功功率的均分。当任意一台逆变器出现故障退出时,系统能够根据下垂特性,重新达到稳定,提高了系统稳定性和冗余性。
控制单元采用高性能的数字控制器,对辅助逆变器的输出电压进行精确采集,并结合直流电压和输出电流进行并联控制。
请参阅图4,具体地控制算法流程如下:
预设一个参考电压值,其给定值经过第一加法器减去经过电压前馈输出的预设电压值,然后输入第二加法器的第一输入端;
第二加法器的输出端与幅值调节器连接,所述幅值调节器的输出与第三加法器的第一输入端连接,第三加法器的第二输入端输入正弦电压,第三加法器的输出端与第四加法器的第一输入端连接;
第四加法器的输出端与相位调节器连接,相位调节器的输出端依次连接PWM器和LC单元,将LC单元的输出端确定为控制输出端;
LC单元的输出端输出结果分别反向输入有功计算器和幅值计算器,有功计算器的输出端对应的结果与第四加法器的第二输入端相减,幅值计算器的输出端与第二加法器的第二输入端相减。
通过上述控制,既保证了原有变流器控制闭环不变的情况下,通过目标电压的前馈给定,实现各台输出电压和频率保持一致,从而实现了两套并联电路的均流控制。
请参阅图5,本申请实施例提供了一种电子设备,电子设备10可以为个人电脑(Personal Computer,PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(Personal DigitalAssistant,PDA)等,或电子设备10可以为网络服务器、数据库服务器、云服务器或由多个子服务器构成的服务器集成等。
进一步地,电子设备10可以包括:存储器111、通信接口112、通信总线113和处理器114,其中,处理器114、通信接口112和存储器111通过通信总线113连接。处理器114用于执行存储器111中存储的可执行模块,例如计算机程序。图5所示的电子设备10的组件和结构只是示例性的,而非限制性的,根据需要,设备10也可以具有其他组件和结构。
其中,存储器111可能包含高速随机存取存储器(Random Access Memory RAM),也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
通信总线113可以是ISA总线((Industry Standard Architecture,工业标准体系结构)、PCI总线(Peripheral Component Interconnect,外设部件互连标准)或EISA总线(Extended Industry Standard Architecture,扩展工业标准结构)等。通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图1中仅用一个双向箭头表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器114可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器114中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器114可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcess,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件,可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。
本发明实施例定义的装置所执行的方法可以应用于处理器114中,或者由处理器114实现。
还应理解,本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory,ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的随机存取存储器(random accessmemory,RAM)可用,例如静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM,DR RAM)。
上述实施例,可以全部或部分地通过软件、硬件(如电路)、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时,上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。
应理解,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系,但也可能表示的是一种“和/或”的关系,具体可参考前后文进行理解。
本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b,或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
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,在本申请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。
所述功能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,本申请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)执行本申请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(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种交直流并联控制系统,其特征在于,所述系统包括:第一高频辅助变流装置、第二高频辅助变流装置和控制装置,所述第一高频辅助变流装置和所述第二高频辅助变流装置并联连接,所述控制装置连接控制所述第一高频辅助变流装置和所述第二高频辅助变流装置;
所述第一高频辅助变流装置包括:第一电压变换电路、第一逆变电路、第一无隔直电容移相全桥电路和第一输出滤波电路,所述第一电压变换电路的第一输入端与直流电压源连接,所述第一电压变换电路的输出端分别与所述第一逆变电路和所述第一无隔直电容移相全桥电路的输入端连接,所述第一逆变电路的输出端与所述第一输出滤波电路的输入端连接,所述第一输出滤波电路的输出端确定为第一交流电压输出端,所述第一无隔直电容移相全桥电路的输出端确定为第一直流电压输出端;
所述第二高频辅助变流装置包括:第二电压变换电路、第二逆变电路、第二无隔直电容移相全桥电路和第二输出滤波电路,所述第二电压变换电路的第二输入端与直流电压源连接,所述第二电压变换电路的输出端分别与所述第二逆变电路和所述第二无隔直电容移相全桥电路的输入端连接,所述第二逆变电路的输出端与所述第二输出滤波电路的输入端连接,所述第二输出滤波电路的输出端确定为第二交流电压输出端,所述第二无隔直电容移相全桥电路的输出端确定为第二直流电压输出端;
所述第一交流电压输出端与所述第二交流电压输出端并联连接并将其连接端确定为第一端,所述第一直流电压输出端与所述第二直流电压输出端并联连接并将其连接端确定为第二端。
2.根据权利要求1所述的交直流并联控制系统,其特征在于,所述第一电压变换电路和所述第二电压变换电路结构相同,电压变化电路包括:预充电单元、输入滤波单元、三电平Boost串联单元和LLC单元;
所述预充电单元连接高压直流母线,所述输入滤波单元连接所述预充电单元与所述LLC单元,用于滤除直流输入的谐波和共模干扰;所述三电平Boost串联单元连接所述LLC单元和逆变电路,用于输出期望电压值。
3.根据权利要求1所述的交直流并联控制系统,其特征在于,所述第一逆变电路和所述第二逆变电路结构相同,逆变电路为三相四桥臂电路,所述三相四桥臂电路包括:三相三线和第四桥臂,其中,所述三相三线采用T型三电平电路,所述第四桥臂采用两电平电路。
4.根据权利要求3所述的交直流并联控制系统,其特征在于,所述控制装置包括:数字入出单元、模拟输入单元、脉冲转换单元、逻辑控制单元、信号处理单元、数字运算单元、电源单元和网络接口单元,每个单元之间通过内部AMS总线进行信息交互。
5.根据权利要求1所述的交直流并联控制系统,其特征在于,所述系统还包括:第一EMI滤波单元,所述第一端与所述第一EMI滤波单元的输入端连接,所述第一EMI滤波单元的输出端输出多档位的交流电压。
6.根据权利要求5所述的交直流并联控制系统,其特征在于,所述系统还包括:第二EMI滤波单元,所述第二端与所述第二EMI滤波单元的输入端连接,所述第二EMI滤波单元的输出端输出多档位的直流电压。
7.根据权利要求4所述的交直流并联控制系统,其特征在于,所述控制装置对所述三相三线进行同步控制,所述第四桥臂采用同相开环的三次谐波控制。
8.一种交直流并联控制方法,其特征在于,所述方法包括:
预设参考电压值;
采集获得当前的第一电压电流值;
将所述第一电压电流值输入电压前馈控制进行电压闭环反馈控制获得当前输出的电压幅值,并通过有功功率控制获得当前输出的电压相位;
基于获得的电压幅值和电压相位,通过SVPWM方式生产控制脉冲对输出电压进行控制以实现输出电压达到所述参考电压值。
9.根据权利要求8所述的交直流并联控制方法,其特征在于,所述将所述第一电压电流值输入电压前馈控制进行电压闭环反馈控制获得当前输出的电压幅值,并通过有功功率控制获得当前输出的电压相位,包括:
预设参考电压值,其给定值经过第一加法器减去经过电压前馈输出的预设电压值,然后输入第二加法器的第一输入端,第二加法器的输出端与幅值调节器连接,所述幅值调节器的输出与第三加法器的第一输入端连接,第三加法器的第二输入端输入正弦电压,第三加法器的输出端与第四加法器的第一输入端连接,第四加法器的输出端与相位调节器连接,相位调节器的输出端依次连接PWM器和LC单元,将LC单元的输出端确定为控制输出端;
LC单元的输出端输出结果分别反向输入有功计算器和幅值计算器,有功计算器的输出端对应的结果与第四加法器的第二输入端相减,幅值计算器的输出端与第二加法器的第二输入端相减。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:处理器、通信总线、通信接口以及存储器;所述通信总线分别连接所述处理器、所述通信接口和所述存储器;所述存储器存储有计算机可读取指令,当所述处理器执行可读取指令时,运行如权利要求8-9中任一项所述的交直流并联控制方法。
CN202210975021.XA 2022-08-15 2022-08-15 交直流并联控制系统、方法及电子设备 Pending CN115360749A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210975021.XA CN115360749A (zh) 2022-08-15 2022-08-15 交直流并联控制系统、方法及电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210975021.XA CN115360749A (zh) 2022-08-15 2022-08-15 交直流并联控制系统、方法及电子设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115360749A true CN115360749A (zh) 2022-11-18

Family

ID=84001485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210975021.XA Pending CN115360749A (zh) 2022-08-15 2022-08-15 交直流并联控制系统、方法及电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115360749A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014107938A1 (zh) * 2013-01-08 2014-07-17 广东志成冠军集团有限公司 基于虚拟电阻的电流源型整流器及并网控制方法
WO2015008401A1 (ja) * 2013-07-17 2015-01-22 富士電機株式会社 3相4線式インバータの制御装置
CN204835926U (zh) * 2015-05-08 2015-12-02 株洲南车时代电气股份有限公司 用于车载辅助电源的大功率高频电气隔离装置
CN107086806A (zh) * 2017-05-17 2017-08-22 中国铁道科学研究院 一种辅助变流器及其控制方法
WO2019136574A1 (zh) * 2018-01-09 2019-07-18 青岛大学 外置并联分时选择开关电压型单级多输入低频环节逆变器
CN111439126A (zh) * 2020-04-27 2020-07-24 中车青岛四方车辆研究所有限公司 城轨车辆辅助供电系统、空调机组及城轨车辆

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014107938A1 (zh) * 2013-01-08 2014-07-17 广东志成冠军集团有限公司 基于虚拟电阻的电流源型整流器及并网控制方法
WO2015008401A1 (ja) * 2013-07-17 2015-01-22 富士電機株式会社 3相4線式インバータの制御装置
CN204835926U (zh) * 2015-05-08 2015-12-02 株洲南车时代电气股份有限公司 用于车载辅助电源的大功率高频电气隔离装置
CN107086806A (zh) * 2017-05-17 2017-08-22 中国铁道科学研究院 一种辅助变流器及其控制方法
WO2019136574A1 (zh) * 2018-01-09 2019-07-18 青岛大学 外置并联分时选择开关电压型单级多输入低频环节逆变器
CN111439126A (zh) * 2020-04-27 2020-07-24 中车青岛四方车辆研究所有限公司 城轨车辆辅助供电系统、空调机组及城轨车辆

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
裘文超;杨树松;蒋晓东;苏晗翀;黎博闻;朱程晟;: "采用并网供电和高频变流技术的宁波轨道交通车辆辅助供电系统", 机车电传动, no. 03, 10 May 2020 (2020-05-10) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lang et al. A novel design method of LCL type utility interface for three-phase voltage source rectifier
Varschavsky et al. Cascaded nine-level inverter for hybrid-series active power filter, using industrial controller
KR101410731B1 (ko) 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제 방법
JP5455055B2 (ja) 電力変換器
Liao et al. A high power density power factor correction converter with a multilevel boost front-end and a series-stacked energy decoupling buffer
Zhou et al. Direct power control of a multilevel inverter based active power filter
US9331594B2 (en) Conversion system for converting direct current into alternating current
CN106357134B (zh) 一种双向ac-dc-dc单相变换器及其控制方法
US9401633B2 (en) Three-phase inverter with a repositioned choke
Khan et al. A resonant damping control and analysis for LCL-type grid-connected inverter
Jin et al. Reduction of dc-link capacitance for three-phase three-wire shunt active power filters
JP6690317B2 (ja) 電力変換装置
Thomas et al. Performance evaluation of three phase three and four wire active filters
Bai et al. A selective common mode noise mitigation method using phase-shifted modulation for four-switch buck–boost DC/DC converter
Nicola et al. Sacerdot, ianu, D.; Vintila, A. Comparative Performance of UPQC Control System Based on PI-GWO, Fractional Order Controllers, and Reinforcement Learning Agent. Electronics 2023, 12, 494
CN111865122B (zh) Dc/ac变换器共交直流母线并联控制方法
CN111030131B (zh) 基于负序虚拟阻抗的mmc-statcom环流抑制装置
CN115360749A (zh) 交直流并联控制系统、方法及电子设备
Zhou et al. Input resonance investigation and LC filter design for PWM current source rectifiers
CN110692186B (zh) 电力变换装置
Khosravi et al. Design of a reduced component count single‐phase to three‐phase quasi‐Z‐source converter
Farooq et al. Feedforward-Enhanced Feedback Control of Output Voltage of a GaN-Based High-Power-Density Single-Phase Transformer-Less Online UPS
WO2022029921A1 (ja) 電力変換装置
KR20190110125A (ko) 전원 제어 장치, 전력 변환 시스템 및 전원 제어 방법
Liao et al. Design and implementation of a high power density bipolar multi-level active power pulsation buffer for single-phase converters

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination