【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及設(shè)備控制領(lǐng)域，特別涉及一種電力電子變壓器相間功率均衡控制方法、裝置、電子設(shè)備及計算機可讀存儲介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、傳統(tǒng)變壓器在電能傳輸過程中存在諸多局限性，如尺寸大、效率低、無法實現(xiàn)快速動態(tài)響應(yīng)等。
2、電力電子變壓器通過采用高頻開關(guān)技術(shù)和電力電子轉(zhuǎn)換組件，克服了這些局限性，實現(xiàn)了更高的能效和更好的控制性能。
3、在多相系統(tǒng)中，不同相之間的功率不均衡會導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低、設(shè)備磨損加劇，甚至可能引起不穩(wěn)定。因此，實現(xiàn)相間功率均衡至關(guān)重要。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請的目的是提供一種電力電子變壓器相間功率均衡控制方法、裝置、電子設(shè)備及計算機可讀存儲介質(zhì)。
2、為實現(xiàn)上述目的，本申請在第一方面提供了一種電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，包括以下步驟：
3、s101：通過安裝在目標電力電子變壓器不同相位上的傳感器，采集實時電壓信號和實時電流信號；
4、s102：基于所述實時電壓信號和所述實時電流信號，計算各相位的瞬時功率；
5、s103：基于各相位的瞬時功率的大小，確定與表現(xiàn)出的功率不平衡情況對應(yīng)的待調(diào)節(jié)相位和調(diào)節(jié)策略；
6、s104：根據(jù)所述調(diào)節(jié)策略調(diào)整用于控制與所述待調(diào)節(jié)相位對應(yīng)的電力電子開關(guān)的信號；
7、s105：將經(jīng)調(diào)整后的信號對應(yīng)的實際輸出功率基于反饋控制循環(huán)機制進行優(yōu)化，直至使各相位之間的功率滿足預(yù)設(shè)的平衡要求。
8、在第一方面的其它實現(xiàn)方式中，基于所述實時電壓信
9、對采集到的實時電壓信號和實時電流信號進行濾波、放大和數(shù)字化處理，得到處理后的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)；
10、基于所述處理后的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)確定各相位的瞬時電壓和瞬時電流，并分別使用各相位的瞬時電壓和瞬時電流計算得到各相位的瞬時功率，瞬時功率p(t)計算公式為：p(t)＝v(t)×i(t)計算得到，其中v(t)和i(t)分別是各相位上的瞬時電壓和瞬時電流。
11、在第一方面的其它實現(xiàn)方式中，基于各相位的瞬時功率的大小，確定與表現(xiàn)出的功率不平衡情況對應(yīng)的待調(diào)節(jié)相位和調(diào)節(jié)策略，包括：
12、比較各相位的瞬時功率的大小確定存在功率不平衡情況的待調(diào)節(jié)相位和待調(diào)節(jié)相位的不平衡程度；
13、基于使系統(tǒng)整體效率與系統(tǒng)整體穩(wěn)定性之和最高的調(diào)控目標，確定與不平衡程度對應(yīng)的調(diào)節(jié)策略。
14、在第一方面的其它實現(xiàn)方式中，基于使系統(tǒng)整體效率與系統(tǒng)整體穩(wěn)定性之和最高的調(diào)控目標，確定與所述不平衡程度對應(yīng)的調(diào)節(jié)策略，包括：
15、基于使所述系統(tǒng)整體效率與所述系統(tǒng)整體穩(wěn)定性之和最高的調(diào)控目標，確定采用分布式調(diào)節(jié)方法作為與所述不平衡程度對應(yīng)的調(diào)節(jié)策略；其中，分布式調(diào)節(jié)方法指以均勻分配負載調(diào)整量的方式以預(yù)設(shè)幅度的增加或減少所述待調(diào)節(jié)相位的功率的調(diào)節(jié)方法，預(yù)設(shè)幅度與所述不平衡程度相對應(yīng)。
16、在第一方面的其它實現(xiàn)方式中，將經(jīng)調(diào)整后的信號對應(yīng)的實際輸出功率基于反饋控制循環(huán)機制進行優(yōu)化，直至使各相位之間的功率滿足預(yù)設(shè)的平衡要求，包括：
17、將經(jīng)調(diào)整后的信號對應(yīng)的實際輸出功率重新納入監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果與調(diào)整前的輸出功率進行對比，確定調(diào)整效果；
18、根據(jù)調(diào)節(jié)效果對經(jīng)調(diào)整后的性能進行評估，并根據(jù)得到的評估結(jié)果確定當(dāng)前次調(diào)整是否引發(fā)了包括諧波增加在內(nèi)的其它問題；
19、響應(yīng)于引發(fā)了其它問題，更換信號調(diào)節(jié)策略去除其它問題；
20、響應(yīng)于調(diào)節(jié)效果仍未滿足預(yù)設(shè)的平衡要求，根據(jù)反饋數(shù)據(jù)微調(diào)控制策略并重復(fù)s101-s105直至使各相位之間的功率滿足預(yù)設(shè)的平衡要求。
21、在第一方面的其它實現(xiàn)方式中，目標電力電子變壓器為由輸入級、隔離級、輸出級構(gòu)成的三級式固態(tài)變壓器，輸入級用于完成交流電到直流電的轉(zhuǎn)換，處理過程包括：將來自電網(wǎng)的交流電通過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，針對整流過程會產(chǎn)生的脈動的直流電，使用由電容器或電感器組成的濾波電路充當(dāng)?shù)臑V波器進行濾波處理，以減少輸出電壓的紋波，通過功率因數(shù)校正電路調(diào)整輸入電流的相位，使經(jīng)過調(diào)整的電流與輸入電壓同步；隔離級用于利用高頻變壓器進行電氣隔離和實現(xiàn)電能的高頻轉(zhuǎn)換，處理過程包括：通過使用高頻開關(guān)電路以高頻率切換的方式將輸入的直流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電；輸出級用于將輸入的直流電轉(zhuǎn)換回交流電以供給負載，所述處理過程包括：通過逆變器以控制開關(guān)元件的導(dǎo)通和關(guān)斷的方式將所述高頻交流電轉(zhuǎn)換回為低頻或工頻交流電，且輸出電壓的頻率和幅值通過調(diào)節(jié)開關(guān)元件的開關(guān)頻率和占空比進行控制以滿足不同負載的需求，還通過濾波電路減少逆變過程中產(chǎn)生的高頻諧波以確保輸出電能質(zhì)量。
22、在第一方面的其它實現(xiàn)方式中，該電力電子變壓器相間功率均衡控制方法還包括：
23、使用矢量控制算法來控制所述目標電力電子變壓器各相位上的輸出功率，以實現(xiàn)各相位之間的功率平衡；其中，矢量控制算法是將三相交流量通過帕克變換方法轉(zhuǎn)換為直軸和交軸上的兩個直流量，并通過以控制電機的磁通和轉(zhuǎn)矩的方式改變逆變器的開關(guān)狀態(tài)從而實現(xiàn)控制這兩個直流量來調(diào)整輸出功率。
24、在第一方面的其它實現(xiàn)方式中，該電力電子變壓器相間功率均衡控制方法還包括：
25、使用直接功率控制算法來控制目標電力電子變壓器各相位上的輸出功率，以實現(xiàn)各相位之間的功率平衡；其中，直接功率控制算法包含如下控制步驟：基于采集到的實時電壓信號和實時電流信號，實時計算所述逆變器的有功功率和無功功率；根據(jù)所處系統(tǒng)的需求或操作條件，設(shè)置有功功率參考值和無功功率參考值；計算各相位的實際瞬時功率與有功功率參考值之間的第一差值和各相位的實際瞬時功率與無功功率參考值之間的第二差值；根據(jù)第一差值和第二差值使用預(yù)設(shè)的查找表來確定所述逆變器的開關(guān)的最佳狀態(tài)，預(yù)設(shè)的查找表中記錄有不同的第一差值與不同的第二差值與所述逆變器的開關(guān)的不同最佳狀態(tài)之間的對應(yīng)關(guān)系；將所述逆變器的開關(guān)調(diào)整為處于最佳狀態(tài)。
26、為實現(xiàn)上述目的，本申請在第二方面提供了一種電力電子變壓器相間功率均衡控制裝置，該裝置包括：
27、第一單元，被配置成通過安裝在目標電力電子變壓器不同相位上的傳感器，采集實時電壓信號和實時電流信號；
28、第二單元，被配置成基于所述實時電壓信號和所述實時電流信號，計算各相位的瞬時功率；
29、第三單元，被配置成基于各相位的瞬時功率的大小，確定與表現(xiàn)出的功率不平衡情況對應(yīng)的待調(diào)節(jié)相位和調(diào)節(jié)策略；
30、第四單元，被配置成根據(jù)所述調(diào)節(jié)策略調(diào)整用于控制與所述待調(diào)節(jié)相位對應(yīng)的電力電子開關(guān)的信號，對所述信號的調(diào)整包括改變所述電力電子開關(guān)的占空比或開關(guān)頻率；
31、第五單元，被配置成將經(jīng)調(diào)整后的信號對應(yīng)的實際輸出功率基于反饋控制循環(huán)機制進行優(yōu)化，直至使各相位之間的功率滿足預(yù)設(shè)的平衡要求。
32、在第二方面的其它實現(xiàn)方式中，第二單元被進一步配置用于：
33、對采本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，所述基于所述實時電壓信號和所述實時電流信號，計算各相位的瞬時功率，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，所述基于各相位的瞬時功率的大小，確定與表現(xiàn)出的功率不平衡情況對應(yīng)的待調(diào)節(jié)相位和調(diào)節(jié)策略，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，所述基于使系統(tǒng)整體效率與系統(tǒng)整體穩(wěn)定性之和最高的調(diào)控目標，確定與所述不平衡程度對應(yīng)的調(diào)節(jié)策略，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，所述將經(jīng)調(diào)整后的信號對應(yīng)的實際輸出功率基于反饋控制循環(huán)機制進行優(yōu)化，直至使各相位之間的功率滿足預(yù)設(shè)的平衡要求，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，目標電力電子變壓器為由輸入級、隔離級、輸出級構(gòu)成的三級式固態(tài)變壓器；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，還包括：
9.一種電力電子變壓器相間功率均衡控制裝置，其特征在于，包括：
10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：
11.一種可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序在被處理器執(zhí)行后可實現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任一項所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法的各步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，所述基于所述實時電壓信號和所述實時電流信號，計算各相位的瞬時功率，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，所述基于各相位的瞬時功率的大小，確定與表現(xiàn)出的功率不平衡情況對應(yīng)的待調(diào)節(jié)相位和調(diào)節(jié)策略，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，所述基于使系統(tǒng)整體效率與系統(tǒng)整體穩(wěn)定性之和最高的調(diào)控目標，確定與所述不平衡程度對應(yīng)的調(diào)節(jié)策略，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電子變壓器相間功率均衡控制方法，其特征在于，所述將經(jīng)調(diào)整后的信號對應(yīng)的實際輸出功率基于反饋控制循環(huán)機...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊志淳，楊帆，閔懷東，雷楊，胡偉，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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