多交流端口低压柔性互联拓扑结构的调制控制方法

本发明涉及低压配电网柔性互联和电力电子，具体地，涉及一种多交流端口低压柔性互联拓扑结构的调制控制方法。

背景技术：

1、近年来，随着新型源荷的不断发展，辐射状架构的传统配电网存在运行灵活性差、馈线负载不均等问题；同时城市建设又不允许配电网进行快速的增容改造。为了避免扩容改造带来的高成本、容量浪费和频繁计划停电等负面影响，同时为了满足现在对配电网性能提出的更高要求，不同供电区域互联互济的思想进入到低压配电网中。通过柔性互联技术可以对多个负荷时空特性互补的台区实施互联互供，突破传统配电网只能开环运行的限制。

2、但是此新型多交流端口低压柔性互联拓扑结构在对多个负荷时空特性互补的台区实施互联互供的应用中，通常存在如下技术问题：

3、1、缺乏依据实际运行情况确定良好的运行范围。

4、2、在端口数量增加时，需重新设计调制方案，设计繁琐，缺乏多端口的统一调制方式。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种多交流端口低压柔性互联拓扑结构的调制控制方法。

2、本发明是通过以下技术方案实现的。

3、本发明是通过以下技术方案实现的。

4、一种多交流端口低压柔性互联拓扑结构的调制控制方法，所述多交流端口低压柔性互联拓扑为基于anpc三电平变流器的多端口复用拓扑，包括anpc三电平变流器以及多个输出半桥模块；所述anpc三电平变流器每一相包括依次串联在直流母线正负极之间的四个主开关管，多个输出半桥模块并联在所述anpc三电平变流器同一相的中间两个主开关管之间，形成多个交流输出端口，每个输出半桥模块包含两个独立开关管；所述调制控制方法，包括：

5、获取多交流端口低压柔性互联拓扑结构的三端口开关对的运算逻辑；

6、将多交流端口低压柔性互联拓扑结构中的所有开关管分为复用开关管和各端口的独立开关管；基于所述三端口开关对的运算逻辑，分别针对所述复用开关管和所述独立开关管进行开关状态设计；

7、根据所述复用开关管和所述独立开关管的开关状态，在端口输出存在异号时，利用未定o状态对开关管的均流和平滑进行切换；

8、在利用未定o状态对开关管的均流和平滑进行切换的基础上，最终得到多端口开关对运算逻辑，并设计考虑未定o状态独立开关管直通的开关序列，用于实现多交流端口低压柔性互联拓扑结构的调制控制。

9、优选地，所述获取多交流端口低压柔性互联拓扑结构的三端口开关对的运算逻辑，包括：

10、定义当端口输出相对于直流中点的电压为正时，端口电平为p；当端口输出相对于直流中点的电压为负时，端口电平为n；当端口输出相对于直流中点的电压为0时，端口电平为o；

11、当端口电平为p时，对应的开关状态为和同时导通，表示为；当端口电平为o时，对应的开关状态为和同时导通，或，和同时导通，表示为；当端口电平为n时，对应的开关状态为和同时导通，表示为；

12、将定义为,定义为，概括开关对的开启逻辑，并根据所述开关对的开启逻辑，得到三端口开关对的运算逻辑。

13、优选地，所述开关对的开启逻辑，包括：

14、复用开关管的通断和所有端口状态有关，独立开关管的通断只和对应端口的状态有关。

15、优选地，各开关的开启逻辑包括：

16、当所有端口中至少一个端口有p信号时，开关

s1开启；

17、当所有端口中至少一个端口有o+信号时，开关

s2开启；

18、当所有端口中至少一个端口有o-信号时，开关

s3开启；

19、当所有端口中至少一个端口有n信号）时，开关

s4开启；

20、当开关对应的端口同时存在p和o+信号时，相应的开关开启；

21、当开关分别对应的端口同时存在n和o-信号时，相应的开关开启。

22、优选地，所述三端口开关对的运算逻辑，包括：

23、当所有端口中至少一个端口有 p 信号时，对所有端口的 p 信号进行或的逻辑运算；取所有调制波中的最大值与上三角载波比较，则开关序列信号

d1、

d3和

d5中至少一个开启；当所有端口中至少一个端口有n信号时，对所有端口的n信号进行或的逻辑运算；取所有调制波中的最小值与下三角载波比较，则开关序列信号

d2、

d4和

d6全部关闭时等效开启；

24、当开关和开关对应的端口

i同时具备p 与 o+信号时，对指定端口

i的 p 和o+ 信号进行与运算；此时对应开关通过以下条件实现：

25、

26、

27、

28、式中，表示二者做与运算；表示的非运算；每组两个导通条件中，满足其一即开启。

29、优选地，所述开关、开关以及开关分别作为互补开关对来设计，记为，表示开关的开关状态与开关的开关状态分别对应互补。

30、优选地，所述在端口输出存在异号时，利用未定o状态对开关管的均流和平滑进行切换，包括：

31、获取三端口调制波的符号分别为++-时端口及开关状态；

32、基于所述三端口的符号分别为++-时端口及开关状态，在未定o状态中，先将独立开关管的上管导通，此时独立开关管的下管两端电压被钳位到0，然后导通实现独立开关管的软开关，完成开关管的均流；

33、基于所述三端口的符号分别为++-时端口及开关状态，利用死区时间的不同使复用开关管先导通进入未定o状态，再导通独立开关管实现软开关，完成开关管的平滑切换。

34、优选地，所述设计考虑未定o状态独立开关管直通的开关序列，在经过逻辑运算后，各复用开关对的开关驱动信号表示为：

35、

36、

37、

38、

39、其中，表示将作为的驱动信号，其他含义相同，此处不再赘述。

40、优选地，所述设计考虑未定o状态独立开关管直通的开关序列，在经过逻辑运算后，各端口单个独立开关管的开关驱动信号表示为：

41、

42、

43、优选地，所述设计考虑未定o状态独立开关管直通的开关序列，在经过逻辑运算后，在复用开关管加死区时间时，独立开关管的死区时间需要与复用开关管的死区时间错开。

44、由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：

45、本发明通过分析运行范围和实际工况的详细关系，可以根据实际工况了解最大运行范围，为初期设计提供了参考。

46、本发明设计了新型多交流端口低压柔性互联拓扑结构的多端口统一调制方法，在端口数量增多时也可以进行方便快捷的设计调制方案。

47、本发明通过对多端口anpc拓扑统一调制方式和运行范围的分析，利用未定o状态进行了开关管的均流和平滑切换，可以实现多端口调制方式的统一设计；得到两端口调制度和临界相位差的定量关系，可以针对不同应用场景得到相应的运行范围。