CN117767812A - 一种磁通控制型变压器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种磁通控制型变压器及控制方法，其中，磁通控制型变压器包括：交流励磁线圈、背靠背变换器和控制回路；交流励磁线圈包括原边线圈和副边线圈；原边线圈与副边线圈耦合连接；背靠背变换器与副边线圈连接，用于将副边线圈的第一电流转换为第一电压，并将第一电压转化为输出电压；控制回路与背靠背变换器、副边线圈连接，用于获取第一电流、第一电压、副边线圈的第二电压和输出电压，并根据第一电流、第一电压、副边线圈的第二电压、输出电压和预设的参考电压生成调压指令，并根据调压指令调节背靠背变换器的输出电压，解决了现有的变压器调压效果差、成本高的技术问题。

Description

一种磁通控制型变压器及控制方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种磁通控制型变压器及控制方法。

背景技术

电压稳定性是评估电力系统运行可靠的重要指标。然而现代电力系统的配电侧经常面临高频率、高幅度的功率、电压波动的问题，为此，现有技术是通过采用变压器改变输出电压，来补偿电网中由有功波动引起的电压浮动，从而调节配电网的输出电压，以使配电侧的电压稳定性满足系统可靠运行的要求。因此，变压器在集成大量分布式可再生能源的现代电力系统的稳压方面起到重要作用。

在现有的变压器中，应用较为广泛的是，有载切换开关和电力电子变换器。有载切换开关是一种采用机械结构实现的变压器，但是由于其结构中采用了机械开关，不仅无法实现平滑调压，而且在开关操作过程中会产生延迟，并且不可避免地在瞬态产生毫秒级的电压波动，产生浪涌电流，进而影响电力系统配电侧耦合设备的电压稳定。电力电子变换器是通过借助母线和大功率电力电子器件实现调压功能，但相较于有载切换开关，其设备成本较高。因此，如何提供一种新的可以平滑调压且成本低的变压器成为等待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种磁通控制型变压器及控制方法，解决了现有的变压器调压效果差、成本高的技术问题。

本发明一方面提供了一种磁通控制型变压器，包括：交流励磁线圈、背靠背变换器和控制回路；所述交流励磁线圈包括原边线圈和副边线圈；所述原边线圈与所述副边线圈耦合连接；

所述背靠背变换器与所述副边线圈连接，用于将所述副边线圈的第一电流转换为第一电压，并将所述第一电压转化为输出电压；

所述控制回路与所述背靠背变换器、所述副边线圈连接，用于获取所述第一电流、所述第一电压、所述副边线圈的第二电压和所述输出电压，并根据所述第一电流、所述第一电压、所述副边线圈的第二电压、所述输出电压和预设的参考电压生成调压指令，并根据所述调压指令调节所述背靠背变换器的输出电压。

可选地，所述副边线圈包括低压侧线圈和辅助线圈；

所述辅助线圈与所述背靠背变换器连接，并通过所述背靠背变换器与所述低压侧线圈连接。

可选地，所述背靠背变换器包括：交流-直流整流器和直流-交流逆变器；

所述交流-直流整流器与所述辅助线圈连接，用于将所述辅助线圈的第一电流转换为第一电压；

所述直流-交流逆变器分别与所述交流-直流整流器、所述低压侧线圈连接，用于将所述第一电压转换为输出电压。

可选地，所述控制回路包括第一控制子回路和第二控制子回路；所述参考电压包括第一参考电压和第二参考电压；

所述第一控制子回路与所述交流-直流整流器连接，用于根据所述第一电压、所述第一电流和所述第一参考电压生成第一调压指令，并输出第一调压指令至所述交流-直流整流器；

所述第二控制子回路与所述直流-交流逆变器连接，用于根据所述输出电压、所述第二电压、所述第二参考电压生成第二调压指令，并将所述第二调压指令输出至所述交流-直流整流器。

可选地，所述第一控制子回路包括：第一运算模块、第一控制模块、第二运算模块、第二控制模块、第一调制模块；

所述第一运算模块与所述第一控制模块连接，用于根据所述第一参考电压和第一电压，生成第一偏差值；

所述第一控制模块与所述第二运算模块连接，用于计算所述第一偏差量的第一调节量；

所述第二运算模块与所述第二控制模块连接，用于根据所述第一调节量和所述第一电流，生成第二偏差量；

所述第二控制模块与第一调制模块连接，用于计算所述第二偏差量的第二调节量；

所述第一调制模块与所述交流-直流整流器，用于对所述第二调节量进行信号调制，得到第一调压指令，并将所述第一调压指令输出至所述交流-直流整流器。

可选地，所述第二控制子回路包括：锁相环模块、调节模块、第三运算模块、第三控制模块、第二调制模块；

所述锁相环模块与所述调节模块连接，用于接收所述第二电压，并提取所述第二电压的相位角；

所述调节模块与所述第三运算模块连接，用于根据所述相位角和所述第二参考电压，生成第三调节量；

所述第三运算模块与所述第三控制模块连接，用于根据所述第三调节量和所述输出电压，生成第三偏差量；

所述第三控制模块与所述第二调制模块连接，用于计算所述第三偏差量的第四调节量；

所述第二调制模块与所述直流-交流逆变器连接，用于对所述第四调节量进行信号调制，得到第二调压指令，并将所述第二调压指令输出至所述直流-交流逆变器。

可选地，所述第一控制模块包括：第一比例单元、第一积分单元和第一加法器；

所述第一运算模块分别与所述第一比例单元和所述第一积分单元连接；

所述第一比例单元和所述第一积分单元分别与所述第一加法器连接；

所述第一加法器与所述第二运算模块连接。

可选地，所述第二控制模块包括：第二比例单元、第二积分单元和第二加法器；

所述第二运算模块分别与所述第二比例单元和第二积分单元连接；

所述第二比例单元和所述第二积分单元分别与所述第二加法器连接；

所述第二加法器与所述第一调制模块连接。

可选地，所述第三控制模块包括：第三比例单元、第三积分单元和第三加法器；

所述第三运算模块分别与所述第三比例单元和第三积分单元连接；

所述第三比例单元和所述第三积分单元分别与所述第三加法器连接；

所述第三加法器与所述第二调制模块连接。

本发明另一方面提供了一种磁通控制型变压器的控制方法，应用于如上所述的磁通控制型变压器，所述方法包括：

获取第一电流、第一电压、副边线圈的第二电压和输出电压；

根据所述第一电流、所述第一电压、所述副边线圈的第二电压、所述输出电压和预设的参考电压生成调压指令，并根据所述调压指令调节背靠背变换器的输出电压。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种磁通控制型变压器，包括：交流励磁线圈、背靠背变换器和控制回路；所述交流励磁线圈包括原边线圈和副边线圈；所述原边线圈与所述副边线圈耦合连接；所述背靠背变换器与所述副边线圈连接，用于将所述副边线圈的第一电流转换为第一电压，并将所述第一电压转化为输出电压；所述控制回路与所述背靠背变换器、所述副边线圈连接，用于获取所述第一电流、所述第一电压、所述副边线圈的第二电压和所述输出电压，并根据所述第一电流、所述第一电压、所述副边线圈的第二电压、所述输出电压和预设的参考电压生成调压指令，并根据所述调压指令调节所述背靠背变换器的输出电压。

相比于现有的大功率电力电子变换器，本发明提供的磁通控制型变压器中，采用交流励磁电线圈和由低功率电力电子器件组成的背靠背变换器，降低了设备成本，并且本发明并通过控制回路对背靠背变换器的输出电压进行准确调节，从而在降低成本的同时，实现了电压的平滑调节，避免了现有技术中有载切换开关难以平滑调压的情况。因此，本发明提供的磁通控制型变压器解决了现有的变压器调压效果差、成本高的技术问题。

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他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种磁通控制型变压器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种磁通控制型变压器的另一结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种磁通控制型变压器的原理图；

图4为本发明实施例提供的第一控制回路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第二控制回路的结构示意图；

图6为现有技术的有载切换开关的结构示意图；

图7为有载切换开关的切换开关操作过程的等效电路图；

图8为有载切换开关的浪涌电流分析等效电路图；

图9为有载切换开关的浪涌电流实验波形图；

图10为本发明实施例提供的一种磁通控制型变压器的调压过程的电网电压仿真波形图；

图11为本发明实施例提供的背靠背变换器的输入相电压波形图，其中(a)为A相电压波形图，(b)B相电压波形图，(c)为C相电压波形图；

图12为本发明实施例提供的一种磁通控制型变压器在高负载工况下的相电流仿真波形图；

图13为本发明实施例提供的一种磁通控制型变压器在一般负载工况下的相电流仿真波形图，其中，(a)为A相电流波形图，(b)B相电流波形图，(c)为C相电流波形图；

图14为本发明实施例提供的一种磁通控制型变压器的控制方法的流程图。

具体实施方式

发明人发现现有的通过机械结构实现调压的有载切换开关，由于其采用机械开关，难以实现平滑调压，并且在开关操作过程中会产生延迟，并且不可避免地在瞬态产生毫秒级的电压波动，产生浪涌电流，影响现代电力系统配电侧耦合设备的电压稳定。

如图6所示，有载切换开关的结构包括变压器线圈、档位调节器和切换开关。发明人对切换开关的通断的工作过程进行等效电路分析如下：

如图8所示，u₁表示输入电压，i₁表示输入电流，S_w表示切换开关的通断状态，R₁₁表示分解开关打开时的线圈回路等效电阻，L₁₁表示切换开关打开时的线圈回路等效电感，i‘₂表示励磁电流，u₂表示输出电压，带电容负载的交流-直流整流器(AC-DC整流器)与二次侧进行耦合，u_d表示交流-直流整流器的输入电压，在不考虑励磁电流和变压器铁芯饱和的影响下，将图6的切换开关的通断操作等效为原边线圈和副边线圈漏感和电阻的变化，图7中的u‘₂表示等效电路的副边输出电压，i_surge表示输入交流-直流整流器的浪涌电流，假设交流-直流整流器的输入电压精确地跟踪u’₂，而由于电力电子器件控制回路存在的固有时延，假设在整个调压过程中，交流-直流整流器的输入电压u_d保持不变，那么副边输出电压u‘₂在调压过程前后就会出现电压幅值瞬变，这种电压幅值瞬变会导致浪涌电流i_surge出现。

基于以上对现有的有载切换开关在瞬态调压过程中遇到的问题的理论分析，发明人进一步对现有的有载切换开关进行实验，并得到实测电流波形如图9所示。如图9所示，图9中的三条波形曲线分别表示有载调压开关在交流电路中产生的浪涌电流三相(A相、B相、C相)中的一相电流的实验波形。从图9可以看出，在调压时刻后的5毫秒中，现有的有载切换开关产生的浪涌电流极值达到约150A，随后电流降为零。这是因为有载切换开关的调压过程伴随着切换开关通断，而切换开关通断时刻后的5毫秒中出现了浪涌电流，浪涌电流现象导致了设备启动过流保护并关闭。因此，发明人在实际工作中发现并验证了现有的有载切换开关存在的上述问题，并发现了常规的电力电子变换器成本高的情况，有鉴于此，本发明实施例提供了一种磁通控制型变压器及控制方法，用于解决现有的变压器调压效果差、成本高的技术问题。

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，图1为本发明实施例提供的一种磁通控制型变压器的示意图。

本实施例提供的一种磁通控制型变压器，包括：交流励磁线圈、背靠背变换器2和控制回路3；交流励磁线圈包括原边线圈11和副边线圈；原边线圈11与副边线圈耦合连接；背靠背变换器2与副边线圈连接，用于将副边线圈的第一电流转换为第一电压，并将第一电压转化为输出电压；控制回路3与背靠背变换器2、副边线圈连接，用于获取第一电流、第一电压、副边线圈的第二电压和输出电压，并根据第一电流、第一电压、副边线圈的第二电压、输出电压和预设的参考电压生成调压指令，并根据调压指令调节背靠背变换器2的输出电压。

需要说明的是，原边线圈11为高压侧线圈。其中，副边线圈与高压侧线圈耦合连接。副边线圈存在第一电流和第二电压。在本实施例的实际应用中，背靠背变换器2与副边线圈连接，并将第一电流转换为第一电压，并将第一电压转化为输出电压。与此同时，控制回路3利用第一电流、第一电压、第二电压、输出电压和预设的参考电压生成调压指令，并将调压指令输出至背靠背变换器2中，实现对变换器的输出电压的平滑调节。可以理解的是，本实施例中的调压指令可以是信号波形的。

因此，本发明提供的磁通控制型变压器中，采用交流励磁电线圈和由低功率电力电子器件组成的背靠背变换器2，相比于现有的大功率电力电子变换器，降低了设备成本，并且本发明并通过控制回路3对背靠背变换器2的输出电压进行准确调节，实现了电压的平滑调节，从而在降低成本的同时，避免了现有技术中有载切换开关难以平滑调压的情况。因此，本发明提供的磁通控制型变压器解决了现有的变压器调压效果差、成本高的技术问题，实现了瞬态平滑调压。

在一个具体的实施例中，副边线圈包括低压侧线圈13和辅助线圈12；

辅助线圈12与背靠背变换器2连接，并通过背靠背变换器2与低压侧线圈13连接。

需要说明的是，辅助线圈12、低压侧线圈13均与高压侧线圈耦合连接。副边线圈的第二电压即为低压侧线圈13电压。

在一个具体的实施例中，背靠背变换器2包括：交流-直流整流器21和直流-交流逆变器22；

交流-直流整流器21与辅助线圈12连接，用于将辅助线圈12的第一电流转换为第一电压；

直流-交流逆变器22分别与交流-直流整流器21、低压侧线圈13连接，用于将第一电压转换为输出电压。

需要说明的是，辅助线圈12连接至交流-直流整流器21的交流侧，交流-直流整流器21将辅助线圈12的交流电流(即第一电流)转换为直流电压(即第一电压)。交流-直流整流器21的直流侧与直流-交流逆变器22的直流侧连接，直流-交流逆变器22将直流电压(即第一电压)转化为交流电压(即输出电压)，并输出。

在一个具体的实施例中，控制回路3包括第一控制子回路31和第二控制子回路32；参考电压包括第一参考电压和第二参考电压；

第一控制子回路31与交流-直流整流器21连接，用于根据第一电压、第一电流和第一参考电压生成第一调压指令，并输出第一调压指令至交流-直流整流器21；

第二控制子回路32与直流-交流逆变器22连接，用于根据输出电压、第二电压、第二参考电压生成第二调压指令，并将第二调压指令输出至交流-直流整流器21。

需要说明的是，参考电压可以根据实际情况进行设置。调压指令包括第一调压指令和第二调压指令。

本实施例中，第一控制子回路31根据第一电压、第一电流和第一参考电压生成第一调压指令，并将第一调压指令输出至交流-直流整流器21中，从而实现对交流-直流整流器21的直流侧电压的调节。第二控制子回路32，根据输出电压、第二电压、第二参考电压生成第二调压指令，并将第二调压指令输出至交流-直流整流器21，从而实现对输出电压的平滑调节，避免了现有技术中有载切换开关难以平滑调压、调压效果差的情况。

在一个具体的实施例中，第一控制子回路31包括：第一运算模块311、第一控制模块、第二运算模块315、第二控制模块、第一调制模块319；

第一运算模块311与第一控制模块连接，用于根据第一参考电压和第一电压，生成第一偏差值；

第一控制模块与第二运算模块315连接，用于计算第一偏差量的第一调节量；

第二运算模块315与第二控制模块连接，用于根据第一调节量和第一电流，生成第二偏差量；

第二控制模块与第一调制模块319连接，用于计算第二偏差量的第二调节量；

第一调制模块319与交流-直流整流器21，用于对第二调节量进行信号调制，得到第一调压指令，并将第一调压指令输出至交流-直流整流器21。需要说明的是，本实施例中，第一运算模块311具体用于接收第一电压，并将预设的第一参考电压减去第一电压，得到第一偏差值，第一控制模块采用预设的第一比例系数、预设的第一积分系数、预设的第一积分运算算子对第一偏差值进行乘积和的计算，得到第一调节量，第二运算模块315将第一调节量减去第一电流，得到第二偏差量，第二控制模块采用预设的第二比例系数、预设的第二积分系数、预设的第二积分运算算子对第二偏差量进行乘积和的计算，得到第二调节量，第一调制模块319根据第二调节量进行信号调制，得到第一调压指令，从而实现了对交流-直流整流器21的直流侧电压的平滑调节。

在一个具体的实施例中，第一控制模块包括：第一比例单元312、第一积分单元313和第一加法器314；

第一运算模块311分别与第一比例单元312和第一积分单元313连接；

第一比例单元312和第一积分单元313分别与第一加法器314连接；

第一加法器314与第二运算模块315连接。

在一个具体的实施例中，第二控制模块包括：第二比例单元316、第二积分单元317和第二加法器318；

第二运算模块315分别与第二比例单元316和第二积分单元317连接；

第二比例单元316和第二积分单元317分别与第二加法器318连接；

第二加法器318与第一调制模块319连接。

在一个示例中，参阅图4，第一控制子回路31的原理可由如下公式表示：

需要说明的是，第一控制模块和第二控制模块均采用比例积分控制(PI)，K_p1表示第一比例系数，K_i1表示第一积分系数，K_p2表示第二比例系数，K_i2表示第二积分系数，∫表示积分运算算子，D1表示生成第一调压指令所需的脉冲宽度调制(PWM)占空比(即第二调节量)，i_{ref_L}表示第一调节量，u_{ref_d}

为第一参考电压，u_d为第一电压，i_{d_L}为第一电流。

在一个具体的实施例中，第二控制子回路32包括：锁相环模块321、调节模块322、第三运算模块323、第三控制模块、第二调制模块327；

锁相环模块321与调节模块322连接，用于接收第二电压，并提取第二电压的相位角；

调节模块322与第三运算模块323连接，用于根据相位角和第二参考电压，生成第三调节量；

第三运算模块323与第三控制模块连接，用于根据第三调节量和输出电压，生成第三偏差量；

第三控制模块与第二调制模块327连接，用于计算第三偏差量的第四调节量；

第二调制模块327与直流-交流逆变器22连接，用于对第四调节量进行信号调制，得到第二调压指令，并将第二调压指令输出至直流-交流逆变器22。

需要说明的是，本实施例中，锁相环模块321接收第二电压(低压侧线圈13的电压)，并从第二电压中提取出该电压对应的相位角，输出至调节模块322；调节模块322将相位角和预设的第二参考电压进行乘积运算，得到第三调节量，并将第三调节量传输至第三运算模块323，第三运算模块323将第三调节量减去输出电压得到第三偏差量，并将第三偏差量传输至第三控制模块；第三控制模块采用预设的第三比例系数、预设的第三积分系数、预设的第三积分运算算子对第三偏差量进行乘积和运算得到第四调节量，并将第四调节量传输至第二调制模块327中；第二调制模块327对第四调节量进行信号调制，得到第二调压指令，并将第二调压指令传输至直流-交流逆变器22，从而实现直流-交流逆变器22的输出电压的平滑调节。

在一个示例中，参阅图5，第二控制子回路32的原理可由如下公式表示：

D2＝K_p3(u_ref-u_o)+K_i3∫d(u_ref-u_o)dt

在本示例中，第三控制模块采用比例积分(PI)控制，其中，K_p3表示第三比例系数，K_i3表示第三积分系数，∫表示积分运算算子，D表示生成第二调压指令所需的脉冲宽度调制(PWM)占空比(即第四调节量)，u_o为输出电压，u_ref为第二参考电压。图5中，u_s为第二电压。

在一个具体的实施例中，第一调制模块和第二调制模块327可以采用脉冲宽度调制(PWM)进行信号调制。

在一个具体的实施例中，第三控制模块包括：第三比例单元324、第三积分单元325和第三加法器326；

第三运算模块323分别与第三比例单元324和第三积分单元325连接；

第三比例单元324和第三积分单元325分别与第三加法器326连接；

第三加法器326与第二调制模块327连接。

在一个具体的应用例中，发明人对本发明提出的一种磁通控制型变压器的瞬态平滑调压特性，进行了高负载仿真实验和一般负载仿真实验，分别得到磁通控制型变压器在操作过程中的高负载仿真实验电流波形和低负载仿真实验电流波形，并对仿真实验的波形结果进行了分析，以便进一步说明本发明提供的磁通控制型变压器对于浪涌电流抑制和平滑调压的效果，具体说明如下：

首先，在仿真环境中通过改变电网电压波形，以复现出现有技术的有载切换开关的开关通断和调压的整个工作过程中所产生浪涌电流，复现结果如图10所示，图10中的三条波形曲线分别表示电网电压三相(A相、B相、C相)中的一相电压的仿真波形；其次，如图11所示，通过调节电力电子变换器的输入相电压波形，用来体现本发明所提出的磁通控制型变压器进行平滑瞬态调压的工作过程，其中，图11(a)、图11(b)和图11(c)中的三条波形曲线分别表示电力电子输入相电压三相(A相、B相、C相)中的一相电压的仿真波形。

最后，通过上述仿真过程得到的磁通控制型变压器的瞬态平滑调压结果如图12和图13所示。图12和图13分别从高负载工况下的相电流角度和一般负载工况下的相电流角度，展现本发明所提出的磁通控制型变压器的瞬态平滑调压功能。其中，图12为高负载工况下的相电流波形，图12中的三条波形曲线分别表示磁通控制型变压器在高负载工况下的三相相电流(A相、B相、C相)中的一相电流的仿真波形。图13为一般负载工况的相电流波形，其中，图13(a)、图13(b)和图13(c)中的三条波形曲线分别表示磁通控制型变压器在一般负载工况下的三相相电流(A相、B相、C相)中的一相电流的仿真波形。在图12和图13所示的两种工况下，本实施例提供的磁通控制型变压器在调压时刻后未出现浪涌电流，设备也未出现过流保护停机的情况，运行状态正常。由此可知，本发明提出的一种磁通控制型变压能够实现瞬态平滑调压。

请参阅图14，本发明实施例提供的一种磁通控制型变压器的控制方法包括：

101、获取第一电流、第一电压、副边线圈的第二电压和输出电压；

102、根据第一电流、第一电压、副边线圈的第二电压、输出电压和预设的参考电压生成调压指令，并根据调压指令调节背靠背变换器的输出电压。

本发明实施例提供的一种磁通控制型变压器的控制方法，通过获取第一电流、第一电压、副边线圈的第二电压和输出电压，根据第一电流、第一电压、副边线圈的第二电压、输出电压和预设的参考电压生成调压指令，并根据调压指令调节背靠背变换器的输出电压，实现了平滑调压，解决了现有的有载切换开关难以平滑调压的技术问题。

在一个具体的实施例中，步骤102具体包括：

S1、根据第一电压、第一电流和第一参考电压生成第一调压指令，并输出第一调压指令至交流-直流整流器；

S2、根据输出电压、第二电压、第二参考电压生成第二调压指令，并将第二调压指令输出至交流-直流整流器。

在一个具体的实施例中，步骤S1具体包括：

S11、根据第一参考电压和第一电压，生成第一偏差值；

S12、计算第一偏差量的第一调节量；

S13、根据第一调节量和第一电流，生成第二偏差量；

S14、计算第二偏差量的第二调节量；

S15、对第二调节量进行信号调制，得到第一调压指令，并将第一调压指令输出至交流-直流整流器。

在一个具体的实施例中，步骤S2具体包括：

S21、接收第二电压，并提取第二电压的相位角；

S22、根据相位角和第二参考电压，生成第三调节量；

S23、根据第三调节量和输出电压，生成第三偏差量；

S24、计算第三偏差量的第四调节量；

S25、对第四调节量进行信号调制，得到第二调压指令，并将第二调压指令输出至直流-交流逆变器。

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，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，也可以是各个功能单元为单独的物理存在，也可以两个或两个以上功能单元集成在一个处理单元中。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，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

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 (10)

1.一种磁通控制型变压器，其特征在于，包括：交流励磁线圈、背靠背变换器和控制回路；所述交流励磁线圈包括原边线圈和副边线圈；所述原边线圈与所述副边线圈耦合连接；

所述背靠背变换器与所述副边线圈连接，用于将所述副边线圈的第一电流转换为第一电压，并将所述第一电压转化为输出电压；

所述控制回路与所述背靠背变换器、所述副边线圈连接，用于获取所述第一电流、所述第一电压、所述副边线圈的第二电压和所述输出电压，并根据所述第一电流、所述第一电压、所述副边线圈的第二电压、所述输出电压和预设的参考电压生成调压指令，并根据所述调压指令调节所述背靠背变换器的输出电压。

2.根据权利要求1所述的磁通控制型变压器，其特征在于，所述副边线圈包括低压侧线圈和辅助线圈；

所述辅助线圈与所述背靠背变换器连接，并通过所述背靠背变换器与所述低压侧线圈连接。

3.根据权利要求2所述的磁通控制型变压器，其特征在于，所述背靠背变换器包括：交流-直流整流器和直流-交流逆变器；

所述交流-直流整流器与所述辅助线圈连接，用于将所述辅助线圈的第一电流转换为第一电压；

所述直流-交流逆变器分别与所述交流-直流整流器、所述低压侧线圈连接，用于将所述第一电压转换为输出电压。

4.根据权利要求3所述的磁通控制型变压器，其特征在于，所述控制回路包括第一控制子回路和第二控制子回路；所述参考电压包括第一参考电压和第二参考电压；

所述第一控制子回路与所述交流-直流整流器连接，用于根据所述第一电压、所述第一电流和所述第一参考电压生成第一调压指令，并输出第一调压指令至所述交流-直流整流器；

所述第二控制子回路与所述直流-交流逆变器连接，用于根据所述输出电压、所述第二电压、所述第二参考电压生成第二调压指令，并将所述第二调压指令输出至所述交流-直流整流器。

5.根据权利要求4所述的磁通控制型变压器，其特征在于，所述第一控制子回路包括：第一运算模块、第一控制模块、第二运算模块、第二控制模块、第一调制模块；

所述第一运算模块与所述第一控制模块连接，用于根据所述第一参考电压和第一电压，生成第一偏差值；

所述第一控制模块与所述第二运算模块连接，用于计算所述第一偏差量的第一调节量；

所述第二运算模块与所述第二控制模块连接，用于根据所述第一调节量和所述第一电流，生成第二偏差量；

所述第二控制模块与第一调制模块连接，用于计算所述第二偏差量的第二调节量；

所述第一调制模块与所述交流-直流整流器，用于对所述第二调节量进行信号调制，得到第一调压指令，并将所述第一调压指令输出至所述交流-直流整流器。

6.根据权利要求4所述的磁通控制型变压器，其特征在于，所述第二控制子回路包括：锁相环模块、调节模块、第三运算模块、第三控制模块、第二调制模块；

所述锁相环模块与所述调节模块连接，用于接收所述第二电压，并提取所述第二电压的相位角；

所述调节模块与所述第三运算模块连接，用于根据所述相位角和所述第二参考电压，生成第三调节量；

所述第三运算模块与所述第三控制模块连接，用于根据所述第三调节量和所述输出电压，生成第三偏差量；

所述第三控制模块与所述第二调制模块连接，用于计算所述第三偏差量的第四调节量；

所述第二调制模块与所述直流-交流逆变器连接，用于对所述第四调节量进行信号调制，得到第二调压指令，并将所述第二调压指令输出至所述直流-交流逆变器。

7.根据权利要求5所述的磁通控制型变压器，其特征在于，所述第一控制模块包括：第一比例单元、第一积分单元和第一加法器；

所述第一运算模块分别与所述第一比例单元和所述第一积分单元连接；

所述第一比例单元和所述第一积分单元分别与所述第一加法器连接；

所述第一加法器与所述第二运算模块连接。

8.根据权利要求5所述的磁通控制型变压器，其特征在于，所述第二控制模块包括：第二比例单元、第二积分单元和第二加法器；

所述第二运算模块分别与所述第二比例单元和第二积分单元连接；

所述第二比例单元和所述第二积分单元分别与所述第二加法器连接；

所述第二加法器与所述第一调制模块连接。

9.根据权利要求6所述的磁通控制型变压器，其特征在于，所述第三控制模块包括：第三比例单元、第三积分单元和第三加法器；

所述第三运算模块分别与所述第三比例单元和第三积分单元连接；

所述第三比例单元和所述第三积分单元分别与所述第三加法器连接；

所述第三加法器与所述第二调制模块连接。

10.一种磁通控制型变压器的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任一项所述的磁通控制型变压器，所述方法包括：

获取第一电流、第一电压、副边线圈的第二电压和输出电压；

根据所述第一电流、所述第一电压、所述副边线圈的第二电压、所述输出电压和预设的参考电压生成调压指令，并根据所述调压指令调节背靠背变换器的输出电压。