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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：本发明公开了一种T型直流变压器的解耦控制方法，所述T型直流变压器含有k相，每相均包括三个桥臂，分别为高压桥臂、复用桥臂与低压桥臂，各桥臂均由子模块级联构成，具体解耦控制步骤如下：功率控制与直流电压控制通过调节每相低压侧直流电流实现，总能量平衡控制通过调节高压侧直流电流实现，相能量平衡通过控制每相高压侧直流电流实现，桥臂能量平衡控制通过控制桥臂的交流电流幅值实现，内部电流控制通过调节桥臂的直流电压分量与交流电压分量实现。本发明可以实现直流电压稳定在额定值，实现功率平稳传输，保证总能量、相能量与桥臂能量平衡，对现有T型直流变压器拓扑应用具有重要意义。

主权项：1.一种T型直流变压器的解耦控制方法，其特征在于所述T型直流变压器含有k相，每相均包括三个桥臂，分别为高压桥臂、复用桥臂与低压桥臂，各桥臂均由子模块级联构成，具体解耦控制步骤如下：步骤一、直流电压与功率控制：功率控制与直流电压控制通过调节每相低压侧直流电流实现，具体方法如下：当控制低压侧直流电压与传输功率时：当控制低压侧直流电压时，传输功率P为固定值，控制的参考值为低压侧直流电压参考UL_ref，控制的反馈值为实际电压UL，两者之差经过比例积分PI控制器得到每相低压侧直流电流参考ILk_ref，通过调节每相的低压侧直流电流ILk实现对低压侧直流电压的控制；当控制低压侧传输功率时，低压侧直流电压UL为固定值，将传输功率的参考值Pref除以kUL得到每相低压侧直流电流参考ILk_ref，同样通过调节每相的低压侧直流电流ILk实现对传输功率的控制；当控制高压侧直流电压与传输功率时：实施技术路线与控制低压侧直流电压与传输功率的实施技术路线相同，通过控制每相高压侧直流电流IHk实现；步骤二、总能量平衡控制：总能量平衡控制通过调节高压侧直流电流实现，具体方法如下：总能量平衡控制的参考值为子模块电容电压额定值UC_ref，总能量平衡的反馈值为T型直流变压器全部子模块电容电压平均值UC_avg，二者之差经PI控制器得到高压侧直流电流参考值IH_ref，通过调节高压侧直流电流IH实现对总能量平衡的控制，实现与直流电压与功率控制之间解耦；步骤三、相能量平衡控制：相能量平衡通过控制每相高压侧直流电流实现，具体方法如下：相能量平衡控制的参考值为T型直流变压器全部子模块电容电压平均值UC_avg，相能量平衡的反馈值为T型直流变压器第k相子模块电容电压平均值UC_avg_k，二者之差经PI控制器的输出并加上IH_ref3后得到第k相高压侧直流电流参考值IHk_ref，通过调节第k相高压侧直流电流IHk实现对第k相能量平衡的控制，实现与直流电压与功率控制、总能量平衡控制之间解耦；步骤四、桥臂能量平衡控制：桥臂能量平衡控制通过控制桥臂的交流电流幅值实现，具体方法如下：桥臂能量平衡包括T型直流变压器每相电路的高压桥臂能量平衡、复用桥臂能量平衡与低压桥臂能量平衡，桥臂能量平衡通过高压桥臂与复用桥臂交换能量，复用桥臂与低压桥臂交换能量两个控制过程实现，其中：对于高压桥臂与复用桥臂交换能量，该控制过程参考值为高压桥臂子模块电容电压平均值UC_Hk_avg，反馈值为复用桥臂子模块电容电压平均值UC_Mk_avg，两者之差经PI控制器得到高压桥臂交流电流分量参考值IHack_ref；对于复用桥臂与低压桥臂交换能量，该控制过程参考值为复用桥臂子模块电容电压平均值UC_Mk_avg，反馈值为低压桥臂子模块电容电压平均值UC_Lk_avg，两者之差经PI控制器得到低压桥臂交流电流分量参考值ILack_ref；通过控制高压桥臂与低压桥臂的交流电流分量IHack与ILack实现三个桥臂间的能量平衡，实现与直流电压与功率控制、总能量平衡控制、相能量平衡控制之间解耦；步骤五、内部电流控制：内部电流控制通过调节桥臂的直流电压分量与交流电压分量实现，具体方法如下：根据直流电压控制、传输功率控制、总能量平衡控制、相能量平衡控制与桥臂能量平衡控制所得到的直流电流与交流电流参考得到内部电流控制的参考值，反馈值为高压桥臂与低压桥臂的电流实际值，参考值与反馈值之差分别经PI控制器、PR控制器与环流抑制控制器作用后得到第k相中高压桥臂与低压桥臂的电压参考值uHk_ref与uLk_ref，通过控制各桥臂的电压实现对T型直流变压器内部电流的控制。

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