功率变换系统、功率变换器及其控制方法与流程

本申请涉及电力电子，特别涉及一种功率变换系统、功率变换器及其控制方法。

背景技术：

1、pwm(pulse width modulation wave，脉冲宽度调制)控制是电力电子技术领域的一项重要控制，用于控制dc/dc、dc/ac等电力电子拓扑电路。功率变换器作为电力电子领域的应用，pwm控制必不可少。一般而言，在功率变换器的常规运行中，会采用某种pwm控制方式。实际应用中，功率变换器的运行不可避免的会受到外界因素的影响，如负载的投切、电网故障(接地短路、相间短路等)而引起的波动；功率变换器作为接入电网的设备，必然会受到影响，通常稳定运行情况下的pwm控制方式不能适应，因此会导致功率变换器交流侧电流瞬时过大，保护脱网，甚至控制失效。

2、针对上述问题，现有技术一般是在检测到异常信号后，及时调整功率变换器的pwm控制策略，以适用外界扰动，保障功率变换器能安全运行。但是，对于三相功率变换拓扑电路，现有技术的这一控制方案，可能会引起过电流相的pwm控制在正常逻辑和异常逻辑之间频繁切换。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种功率变换系统、功率变换器及其控制方法，以解决现有技术中过电流相频繁触发逐波限流的问题。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、本申请第一方面提供了一种功率变换器的控制方法，所述功率变换器的主电路包括三相功率变换拓扑，所述功率变换拓扑为多电平拓扑；所述控制方法包括：

4、对所述主电路进行电流检测；

5、在所述主电路发生过电流时，对三相所述功率变换拓扑采用不同的脉冲宽度调制pwm调整策略；各所述pwm调整策略中，过电流相功率变换拓扑的交流侧电压变化幅度最大，交流侧电流下降速度最快；

6、在过电流恢复后，对三相所述功率变换拓扑均恢复原有pwm控制方式。

7、可选的，对三相所述功率变换拓扑采用不同的pwm调整策略，包括：

8、控制所述过电流相功率变换拓扑的交流侧电压，从当前电平经过零电平变化为反向电平；

9、控制非过电流相功率变换拓扑的交流侧电压，从当前电平变化为零电平。

10、可选的，控制所述过电流相功率变换拓扑的交流侧电压，从当前电平经过零电平变化为反向电平，包括：

11、先控制所述过电流相功率变换拓扑中的非续流管关断；

12、再在第一预设延迟时长之后，控制所述过电流相功率变换拓扑中的续流管关断；其中，所述续流管为所述功率变换拓扑中构成零电平路径的开关管；所述非续流管为所述逆变器拓扑中除所述续流管以外的其他开关管。

13、可选的，控制非过电流相功率变换拓扑的交流侧电压，从当前电平变化为零电平，包括：

14、控制所述非过电流相功率变换拓扑中的非续流管关断，并维持所述非过电流相功率变换拓扑中续流管的原有控制信号；其中，所述续流管为所述功率变换拓扑中构成零电平路径的开关管；所述非续流管为所述逆变器拓扑中除所述续流管以外的其他开关管。

15、可选的，对三相所述功率变换拓扑均恢复原有pwm控制方式，包括：

16、先控制所述过电流相功率变换拓扑的交流侧电压为零电平；

17、再在第二预设延迟时长之后，控制三相所述功率变换拓扑的交流侧电压分别恢复各自的原有电平。

18、可选的，控制所述过电流相功率变换拓扑的交流侧电压为零电平，包括：

19、控制所述过电流相功率变换拓扑中的续流管恢复原有控制信号；其中，所述续流管为所述功率变换拓扑中构成零电平路径的开关管。

20、可选的，控制三相所述功率变换拓扑的交流侧电压分别恢复各自的原有电平，包括：

21、控制三相所述功率变换拓扑中的非续流管分别恢复各自的原有控制信号；其中，所述非续流管为所述逆变器拓扑中除续流管以外的其他开关管；所述续流管为所述功率变换拓扑中构成零电平路径的开关管。

22、可选的，所述第二预设延迟时长与第一预设延迟时长相等或不等。

23、可选的，在过电流恢复后，还包括：

24、等待第三预设延迟时长，再执行对三相所述功率变换拓扑均恢复原有pwm控制方式的步骤。

25、本申请第二方面提供了一种功率变换器，包括：主电路和控制器；其中，

26、所述主电路包括三相功率变换拓扑，三相所述功率变换拓扑的直流侧并联连接于直流母线，三相所述功率变换拓扑的交流侧分别作为所述主电路的交流侧一相；

27、所述功率变换拓扑为多电平拓扑；

28、所述主电路受控于所述控制器；

29、所述控制器用于执行如上述第一方面任一种所述的功率变换器的控制方法。

30、可选的，所述多电平拓扑，为以下任意一种：anpc三电平及以上电平拓扑，npc三电平及以上电平拓扑，以及，飞跨电容型三电平及以上电平拓扑。

31、可选的，所述主电路还包括：至少一个前级变换电路；

32、所述前级变换电路连接于所述直流母线；

33、所述前级变换电路受控于所述控制器。

34、可选的，所述前级变换电路，为：dc/dc变换电路，或者，ac/dc变换电路。

35、本申请第三方面提供了一种功率变换系统，包括：电源和如上述第二方面任一种所述的功率变换器；其中，

36、所述电源通过所述功率变换器，连接电网和/或负载。

37、本申请提供的功率变换器的控制方法，通过对主电路进行电流检测，在主电路发生过电流时，对三相功率变换拓扑采用不同的pwm调整策略；而且，不同于现有技术方案中对于各相功率变换拓扑的统一调整，本申请的各pwm调整策略中，过电流相功率变换拓扑的交流侧电压变化幅度最大，交流侧电流下降速度最快；进而可以使过电流相功率变换拓扑的交流侧电流快速下降，避免其交流侧电流处于过流点附近而频繁触发pwm控制逻辑的切换。最后，在过电流恢复后，即可对三相功率变换拓扑均恢复原有pwm控制方式，完成对于外界扰动的适应。

技术特征：

1.一种功率变换器的控制方法，其特征在于，所述功率变换器的主电路包括三相功率变换拓扑，所述功率变换拓扑为多电平拓扑；所述控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的功率变换器的控制方法，其特征在于，对三相所述功率变换拓扑采用不同的pwm调整策略，包括：

3.根据权利要求2所述的功率变换器的控制方法，其特征在于，控制所述过电流相功率变换拓扑的交流侧电压，从当前电平经过零电平变化为反向电平，包括：

4.根据权利要求2所述的功率变换器的控制方法，其特征在于，控制非过电流相功率变换拓扑的交流侧电压，从当前电平变化为零电平，包括：

5.根据权利要求1至4任一项所述的功率变换器的控制方法，其特征在于，对三相所述功率变换拓扑均恢复原有pwm控制方式，包括：

6.根据权利要求5所述的功率变换器的控制方法，其特征在于，控制所述过电流相功率变换拓扑的交流侧电压为零电平，包括：

7.根据权利要求5所述的功率变换器的控制方法，其特征在于，控制三相所述功率变换拓扑的交流侧电压分别恢复各自的原有电平，包括：

8.根据权利要求5所述的功率变换器的控制方法，其特征在于，所述第二预设延迟时长与第一预设延迟时长相等或不等。

9.根据权利要求1至4任一项所述的功率变换器的控制方法，其特征在于，在过电流恢复后，还包括：

10.一种功率变换器，其特征在于，包括：主电路和控制器；其中，

11.根据权利要求10所述的功率变换器，其特征在于，所述多电平拓扑，为以下任意一种：anpc三电平及以上电平拓扑，npc三电平及以上电平拓扑，以及，飞跨电容型三电平及以上电平拓扑。

12.根据权利要求10或11所述的功率变换器，其特征在于，所述主电路还包括：至少一个前级变换电路；

13.根据权利要求12所述的功率变换器，其特征在于，所述前级变换电路，为：dc/dc变换电路，或者，ac/dc变换电路。

14.一种功率变换系统，其特征在于，包括：电源和如权利要求10至13任一项所述的功率变换器；其中，

技术总结本申请提供一种功率变换系统、功率变换器及其控制方法，涉及电力电子技术领域；该控制方法，通过对主电路进行电流检测，在主电路发生过电流时，对三相功率变换拓扑采用不同的PWM调整策略；而且，不同于现有技术方案中对于各相功率变换拓扑的统一调整，本申请的各PWM调整策略中，过电流相功率变换拓扑的交流侧电压变化幅度最大，交流侧电流下降速度最快；进而可以使过电流相功率变换拓扑的交流侧电流快速下降，避免其交流侧电流处于过流点附近而频繁触发PWM控制逻辑的切换。最后，在过电流恢复后，即可对三相功率变换拓扑均恢复原有PWM控制方式，完成对于外界扰动的适应。技术研发人员：曹金虎,张兵,胡凡宇,李伟,冯纪归受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5