本申請(qǐng)涉及電力電子，具體涉及一種基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)、方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前的移相變壓器技術(shù)主要依賴于兩種方式實(shí)現(xiàn)有載調(diào)壓：一種是使用機(jī)械式有載分接開關(guān)，另一種是以晶閘管取代機(jī)械式開關(guān)。然而，無(wú)論是采用機(jī)械式還是晶閘管式的有載分接開關(guān)，移相變壓器只能按照固定的步長(zhǎng)進(jìn)行電壓調(diào)整，無(wú)法實(shí)現(xiàn)平滑和連續(xù)的調(diào)相操作，這限制了其在需要精細(xì)調(diào)節(jié)的應(yīng)用中的適用性。此外，采用對(duì)稱設(shè)計(jì)的移相變壓器主要用于調(diào)相操作，其不具備調(diào)整電壓的功能，這類變壓器適用于需要精確控制相位的場(chǎng)合，但在需要同時(shí)調(diào)節(jié)電壓和相位的應(yīng)用中表現(xiàn)有限。而非對(duì)稱設(shè)計(jì)的移相變壓器雖然能夠在一定程度上調(diào)壓，但仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)電壓的連續(xù)調(diào)整。這意味著即使在能夠調(diào)整電壓的情況下，調(diào)整過(guò)程仍然是階梯式的而非平滑的，這對(duì)于高精度需求的應(yīng)用來(lái)說(shuō)不夠理想。

2、相應(yīng)地，本領(lǐng)域需要一種新的柔性調(diào)相調(diào)壓方案來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述缺陷，提出了本申請(qǐng)，以解決或至少部分地解決現(xiàn)有的移相變壓器只能按照一定的離散步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)相調(diào)壓，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)相調(diào)壓的技術(shù)問(wèn)題。

2、在第一方面，提供一種基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：第一變壓器模塊和第二變壓器模塊，所述第一變壓器模塊的輸入端與電力線路連接，輸出端與所述第二變壓器模塊連接，所述第二變壓器模塊串聯(lián)在電力線路中。

3、上述基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)方案中，所述第一變壓器模塊包括勵(lì)磁變壓器、分接開關(guān)和電壓變換器；所述勵(lì)磁變壓器一次側(cè)繞組的第一端與電力線路連接，一次側(cè)繞組的第二端接地，且為星形連接；所述勵(lì)磁變壓器二次側(cè)包括第一輸出繞組和第二輸出繞組，所述第一輸出繞組通過(guò)抽頭與所述分接開關(guān)的第一輸入端連接，所述第二輸出繞組的兩端分別與所述電壓變換器的輸入端連接；所述分接開關(guān)的輸出端與所述第二變壓器模塊連接；所述電壓變換器的第一輸出端與所述分接開關(guān)的第二輸入端連接，第二輸出端與所述第二變壓器模塊連接。

4、上述基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)方案中，所述電壓變換器采用buck-boost結(jié)構(gòu)，所述電壓變換器包括第一雙向開關(guān)、第二雙向開關(guān)和電感；所述第一雙向開關(guān)的第一端與所述勵(lì)磁變壓器二次側(cè)的第二輸出繞組的第一端連接，第二端與所述電感的第一端和所述第二雙向開關(guān)的第一端連接；所述第二雙向開關(guān)的第二端與所述第二變壓器模塊連接；所述電感的第二端分別與所述勵(lì)磁變壓器二次側(cè)的第二輸出繞組的第二端和所述第二變壓器模塊連接。

5、上述基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)方案中，所述第二變壓器模塊的一次側(cè)繞組的第一端與所述分接開關(guān)的輸出端連接，一次側(cè)繞組的第二端與所述電壓變換器的第二輸出端連接；所述第二變壓器模塊的二次側(cè)繞組串聯(lián)在電力線路中。

6、上述基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)方案中，所述勵(lì)磁變壓器、所述分接開關(guān)、所述電壓變換器和所述第二變壓器模塊的數(shù)量至少為三個(gè)。

7、上述基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)方案中，所述分接開關(guān)為有載分接開關(guān)，所述分接開關(guān)包括電力電子式分接開關(guān)、機(jī)械式分接開關(guān)或復(fù)合式分接開關(guān)。

8、在第二方面，提供一種柔性調(diào)相調(diào)壓方法，所述方法基于上述基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)的技術(shù)方案中任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)執(zhí)行，所述方法包括：獲取電壓調(diào)節(jié)需求，所述電壓調(diào)節(jié)需求包括調(diào)相需求或調(diào)壓需求；基于所述電壓調(diào)節(jié)需求，控制第一變壓器模塊執(zhí)行電壓調(diào)節(jié)操作，以改變第二變壓器模塊的電壓。

9、上述柔性調(diào)相調(diào)壓方法的一個(gè)技術(shù)方案中，所述基于所述電壓調(diào)節(jié)需求，控制第一變壓器模塊執(zhí)行電壓調(diào)節(jié)操作，包括：在所述電壓調(diào)節(jié)需求為調(diào)相需求的情況下，判斷所述調(diào)相需求是否小于所述電壓變換器的預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)范圍，若是，則使用所述電壓變換器基于所述調(diào)相需求執(zhí)行調(diào)相操作；若否，則判斷所述調(diào)相需求是否等于所述分接開關(guān)的預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)檔位；若是，則使用所述分接開關(guān)基于所述調(diào)相需求執(zhí)行調(diào)相操作；若否，則使用所述電壓變換器和所述分接開關(guān)基于所述調(diào)相需求執(zhí)行調(diào)相操作。

10、上述柔性調(diào)相調(diào)壓方法的一個(gè)技術(shù)方案中，所述基于所述電壓調(diào)節(jié)需求，控制第一變壓器模塊執(zhí)行電壓調(diào)節(jié)操作，包括：在所述電壓調(diào)節(jié)需求為調(diào)壓需求的情況下，判斷所述調(diào)壓需求是否小于所述電壓變換器的預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)范圍，若是，則使用所述電壓變換器基于所述調(diào)壓需求執(zhí)行調(diào)壓操作；若否，則使用所述電壓變換器和所述分接開關(guān)基于所述調(diào)壓需求執(zhí)行調(diào)壓操作。

11、在第三方面，提供一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括至少一個(gè)處理器；以及，與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器；其中，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述柔性調(diào)相調(diào)壓方法的技術(shù)方案中任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的方法。

12、本申請(qǐng)上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下一種或多種有益效果：

13、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)，包括：第一變壓器模塊和第二變壓器模塊，所述第一變壓器模塊的輸入端與電力線路連接，輸出端與所述第二變壓器模塊連接，所述第二變壓器模塊串聯(lián)在電力線路中。本申請(qǐng)通過(guò)第一變壓器模塊對(duì)串聯(lián)在電力線路中的第二變壓器模塊的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的移相調(diào)節(jié)和電壓幅值調(diào)節(jié)，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省空間，降低成本。

技術(shù)特征：

1.一種基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：第一變壓器模塊和第二變壓器模塊，所述第一變壓器模塊的輸入端與電力線路連接，輸出端與所述第二變壓器模塊連接，所述第二變壓器模塊串聯(lián)在電力線路中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于，所述第一變壓器模塊包括勵(lì)磁變壓器、分接開關(guān)和電壓變換器；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓變換器采用buck-boost結(jié)構(gòu)，所述電壓變換器包括第一雙向開關(guān)、第二雙向開關(guān)和電感；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于，所述第二變壓器模塊的一次側(cè)繞組的第一端與所述分接開關(guān)的輸出端連接，一次側(cè)繞組的第二端與所述電壓變換器的第二輸出端連接；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于，所述勵(lì)磁變壓器、所述分接開關(guān)、所述電壓變換器和所述第二變壓器模塊的數(shù)量至少為三個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于，所述分接開關(guān)為有載分接開關(guān)，所述分接開關(guān)包括電力電子式分接開關(guān)、機(jī)械式分接開關(guān)或復(fù)合式分接開關(guān)。

7.一種柔性調(diào)相調(diào)壓方法，所述方法基于權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)執(zhí)行，其特征在于，所述方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柔性調(diào)相調(diào)壓方法，其特征在于，所述基于所述電壓調(diào)節(jié)需求，控制第一變壓器模塊執(zhí)行電壓調(diào)節(jié)操作，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柔性調(diào)相調(diào)壓方法，其特征在于，所述基于所述電壓調(diào)節(jié)需求，控制第一變壓器模塊執(zhí)行電壓調(diào)節(jié)操作，包括：

10.一種電子設(shè)備，包括至少一個(gè)處理器和至少一個(gè)存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器適于存儲(chǔ)多條程序代碼，其特征在于，所述程序代碼適于由所述處理器加載并運(yùn)行以執(zhí)行權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的柔性調(diào)相調(diào)壓方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)、方法及電子設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有的移相變壓器只能按照一定的離散步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)相調(diào)壓，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)相調(diào)壓的問(wèn)題。為此，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N基于電壓變換器的柔性調(diào)相調(diào)壓系統(tǒng)，包括：第一變壓器模塊和第二變壓器模塊，所述第一變壓器模塊的輸入端與電力線路連接，輸出端與所述第二變壓器模塊連接，所述第二變壓器模塊串聯(lián)在電力線路中。本申請(qǐng)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的移相調(diào)節(jié)和電壓幅值調(diào)節(jié)，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省空間，降低成本。

技術(shù)研發(fā)人員：尹靖元,孫龍飛,韓立博,吳理心,霍群海,韋統(tǒng)振
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院電工研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24