浙江大学杨贺雅获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种具备故障隔离功能的多端口模块化多电平DC/DC变换器及其调控方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118920901B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411040252.7,技术领域涉及:H02M7/49;该发明授权一种具备故障隔离功能的多端口模块化多电平DC/DC变换器及其调控方法是由杨贺雅;张昊;苏亦芃;向鑫;李武华;何湘宁设计研发完成,并于2024-07-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种具备故障隔离功能的多端口模块化多电平DC/DC变换器及其调控方法在说明书摘要公布了:本发明涉及高压直流电网技术领域,公开了一种具备故障隔离功能的多端口模块化多电平DCDC变换器及其调控方法。变换器包含功率主电路、用于调控功率主电路的控制器;功率主电路包含1个基本功率变换模组和n个扩展功率变换模组构成,每个基本功率变换模组由高压桥臂、复用桥臂、低压桥臂和相应桥臂电感组成。不同功率变换模组的高压桥臂共同连接到同一个高压端口,而不同功率变换模组的低压桥臂分别连接到不同的低压端口;控制器由采样隔离单元、端口直流调控单元、桥臂交流调控单元、子模块电容电压调控单元组成。本发明可实现多端直流互联系统的电压匹配、潮流调控、故障阻断、缺相运行等功能,在高压直流电网领域具有重要应用价值。
本发明授权一种具备故障隔离功能的多端口模块化多电平DC/DC变换器及其调控方法在权利要求书中公布了:1.一种具备故障隔离功能的多端口模块化多电平DCDC变换器调控方法,其特征在于,所述变换器包含功率主电路和用于调控功率主电路的控制器;所述功率主电路包含1个基本功率变换模组和n个扩展功率变换模组,每个功率变换模组由高压桥臂、复用桥臂、低压桥臂和相应桥臂电感组成,高压桥臂的输出端、复用桥臂的输入端、低压桥臂的输入端共接,复用桥臂的输出端与地信号相连;不同功率变换模组的高压桥臂输入端相连并连接至高压直流母线,与地信号共同构成所述多端口变换器的高压端口,不同功率变换模组的低压桥臂输出端分别连接至不同的低压直流母线,与地信号共同构成所述多端口变换器的多个低压端口;所述高压桥臂、复用桥臂、低压桥臂均由若干子模块通过级联的方式构成;其中,n≥1; 所述控制器包括采样隔离单元、端口直流调控单元、桥臂交流调控单元、子模块电容电压调控单元;所述采样隔离单元用于检测变换器共同高压端口的电信号、各个低压端口的电信号、各功率变换模组内三个桥臂的电信号和各个桥臂内的子模块的电容的电信号,端口直流调控单元用于实现高低压端口间的电压匹配与功率传输,桥臂交流调控单元用于实现各个功率变换模组内高压桥臂、低压桥臂和复用桥臂的能量平衡,子模块电容电压调控单元用于控制各个桥臂内的子模块的电容的电压平衡; 所述方法包含以下步骤: S1、设基本功率变换模组的交流电压幅值参考为V0_base,传输功率为PL_base,对应低压端口电压为VL_base,得到扩展功率变换模组中任一功率变换模组的交流电压幅值参考; S2、采样隔离单元向端口直流调控单元输入不同低压端口的电信号XL,所述不同低压端口的电信号XL为低压端口的电压V或低压端口的电流I;端口直流调控单元根据所述低压端口的电信号X和设定的输出端口的电信号的对应参考值Xref,得到输出端口的电信号的误差信号,所述误差信号经过端口直流调控单元中PI控制器运算得到各个低压端口向高压端口的传输功率P S3、将所述不同低压端口的传输功率P送入各功率变换模组的桥臂交流调控单元,结合高压端口电压、对应低压端口电压、对应交流电压幅值参考、对应交流频率和对应相位信息得到各功率变换模组内各桥臂的电流参考值和电压理论参考值varm_ref;所述电流参考值与采样隔离单元送入的各桥臂电流实测值iarm做差得到各功率变换模组内各桥臂电流的误差信号,所述电流误差信号经过桥臂交流调控单元中PI控制器运算得到各桥臂电压增量参考值Δvarm_ref S4、将各功率变换模组内各桥臂的电压理论参考值varm_ref和电压增量参考值Δvarm_ref相加得到各功率变换模组内各桥臂的电压实际参考值,并对各桥臂的子模块的电容的电压进行从高至低排序,进一步结合各功率变换模组内各桥臂的电压实际参考值和对各桥臂的子模块的电容电压排序结果对各功率变换模组内各桥臂的子模块进行投切; S5、通过控制基本功率变换模组和扩展功率变换模组内各个桥臂的子模块的投入与切除来控制各个桥臂的电压、电流的幅值与相位,基本功率变换模组和扩展功率变换模组的高压桥臂电流相加得到变换器的高压端口电流,基本功率变换模组和扩展功率变换模组的低压桥臂电流分别对应不同低压端口电流,从而实现高压端口与多个低压端口间的电压匹配与潮流调控。
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