1.一种统一电能质量治理的混合型电力电子变压器的控制方法,其特征在于:所述方法基于传统变压器与电力电子变流器相结合的拓扑,包括适用于中压交流配电网的多绕组工频变压器、三角形连接和星形连接的串并联背靠背变流器以及混合型电力电子变压器的主回路电能质量检测方法和控制方法;该工频变压器包含三个绕组,第一绕组(1)连接10kV交流配电网,第二绕组(2)主回路作为400V配网串联上变流器输出侧以后连接普通负载,第三绕组(3)连接电力电子变流器;该电力电子变流器为两电平背靠背结构,包含一个AC/DC整流单元、一个DC/AC逆变单元、两侧的LC滤波单元、一个放电/平衡回路单元和一个直流输出端口,其中,整流单元和逆变单元均为三相全桥结构,前级整流单元、放电/平衡回路单元、后级逆变单元依次相连,直流输出端口并联于放电平衡回路出口两端;该混合型电力电子变流器输出端口通过变压器与第二绕组(2)负载端串联耦合,整流单元具有无功补偿、谐波治理能力,逆变单元具有电压调节能力;该混合型电力电子变流器包含电能质量检测单元,首先采集网侧三相电压u sa 、u sb 、u sc ,经过dq 0 正交坐标变换得到有功、无功及零序分量,再将有功、无功信号通过滤波器,得到有功、无功直流分量,将得到的有功、无功、零序分量进行正交坐标逆变换,得到谐波电压分量,网侧电压减去谐波分量即为电压谐波及畸变分量;电能质量治理的控制方法包括电压稳定控制和无功补偿控制相结合的控制方法,其中电压稳定控制单元采集网侧电压u s 和负载端电压u l ,以u rfel 为给定的参考电压与u l 作差,经过PI调节后所得值与u lref 和u s 之差相加,并减去增益后的滤波电流,所得信号经过逆变器k i 后得到逆变电压u i ,叠加滤波电压负反馈u c ,进入滤波器进行滤波,所得滤波电压经由滤波电流负反馈,最后在n倍增益后输出调节电压Δu;无功补偿控制单元采集电网三相电压,对三相电压进行正序d-q正交坐标变换和负序d-q正交坐标变换,得到正序有功和无功分量 以及负序有功和无功分量 同时,单元采集电网三相电流,分别进行正序d-q正交坐标变换和负序d-q正交坐标变换,得到正序无功电流信号 和负序有功、无功信号 单元逆变侧反馈电流信号经过正序d-q正交坐标变换和负序d-q正交坐标变换得到正序和负序有功、无功电流瞬时值 直流侧电压瞬时值u dc 与参考值u dcref 作差经PI调节器后作为正序有功电流参考值 由负载侧电流经过正序d-q坐标变换后得到正序无功电流参考值 单元采用正序、负序双序同步控制,正序无功分量采用以频率ω旋转的正序变换控制器补偿,得到正序电压控制指令信号 和 负序分量以-ω旋转的负序变换控制器补偿,得到负序电压控制指令信号 将负序电压指令信号转换至正序d-q坐标系下,得到输入SVPWM模块的电压指令信号 和 两个控制器同时工作,完成电能质量治理控制。
2.根据权利要求1所述的一种统一电能质量治理的混合型电力电子变压器的控制方法,其特征在于:拓扑包含如下结构:a、多绕组变压器包含三个绕组,其中第一绕组(1)连接网侧,第二绕组(2)作为主回路串联变流器输出侧变压器后连接普通负载,第三绕组(3)与电力电子变流器相连接;b、主回路首末两端接入旁路,并在两端连接旁路开关;c、电力电子变流器前级AC/DC整流单元包含6个IGBT和6个反向并联二极管,每两个IGBT和反向并联二极管首尾串联组成一个桥臂,前级三相全桥由三个桥臂组成,每个桥臂的中点与多绕组变压器的第三绕组(3)连接,前级三相全桥输出级与放电/平衡回路相连接;d、变流器两端分别连接一组滤波器,且在变流器始端加入旁路开关,同时主回路串联变压器并联投切晶闸管;e、放电/平衡回路单元包含2个IGBT和2个电容,两个IGBT首尾串联,两个电容首尾串联,串联后的IGBT和电容相互并联,串联IGBT中点与串联电容中点间连接电阻,且串联电容中点接地,放电/平衡回路单元输出级与后级DC/AC逆变单元相连接;f、直流输出端口并联于放电/平衡回路单元输出级两端,用于接直流负载和分布式能源;g、后级DC/AC逆变单元6个IGBT和6个反向并联二极管,每两个IGBT和反向并联二极管首尾串联组成一个桥臂,后级三相全桥由三个桥臂组成,每个桥臂中点引线,作为电力电子变流器的输出端口;h、电力电子变流器的输出端口通过变压器与第二绕组(2)负载端相耦合,从而起到电能质量治理的作用。
3.根据权利要求1所述的一种统一电能质量治理的混合型电力电子变压器的控制方法,其特征在于:电能质量检测的方法包含如下步骤:第一步、采集网侧三相电压u sa 、u sb 、u sc ,经过dq0正交坐标变换得到有功、无功及零序分量;第二步、将有功、无功信号通过滤波器,得到有功、无功直流分量;第三步、将得到的有功、无功、零序分量进行正交坐标逆变换,得到谐波电压分量;第四步、网侧电压减去谐波分量即为电压谐波及畸变分量。