AC/DC换流器控制方法、装置、AC/DC换流设备和存储介质

摘要

本申请涉及一种AC/DC换流器控制方法、装置、AC/DC换流设备和存储介质。所述方法包括：确定所述配电网系统是否存在直流侧短路故障；若所述配电网系统存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式；若所述配电网系统不存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。本申请提供的方法能够实现低电压穿越。

权利要求

1.一种AC/DC换流器控制方法，其特征在于，用于控制AC/DC换流器工作，所述AC/DC换流器应用于配电网系统，所述AC/DC换流器包括稳定直流电压工作模式、稳定交流电压工作模式、恒定有功功率工作模式和低电压恒流输出工作模式，所述方法包括：根据所述AC/DC换流器直流端的输出电压和输出电流，确定所述配电网系统是否存在直流侧短路故障；其中，当所述输出电压低于预设电压阈值且所述输出电流的增加速度大于预设速度阈值时，所述配电网系统存在直流侧短路故障；

若所述配电网系统存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式；

若所述配电网系统不存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AC/DC换流器包括双向AC/DC组件和与所述双向AC/DC组件级联的高频隔离双向DC/DC组件，所述控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式，包括：

控制所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电压小于预设电压阈值，并使所述AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电压小于预设电压阈值，并使所述AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流，包括：获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电流和额定电流；

根据当前输出电流和额定电流，基于闭环控制，确定所述高频隔离双向DC/DC组件中功率开关管的控制信号的占空比；

根据所述占空比调整所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电压小于预设电压阈值，并使所述AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高频隔离双向DC/DC组件包括原边全桥变换器和副边全桥变换器，所述控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式，包括：

获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电压和目标输出电压；

根据所述当前输出电压和所述目标输出电压，基于闭环控制，确定所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；

调整所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所述AC/DC换流器的输出电压恒定为所述目标输出电压。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述AC/DC换流器工作在恒定有功功率工作模式，包括：

获取所述AC/DC换流器的当前输出功率和目标输出功率；

根据所述当前输出功率和所述目标输出功率，基于闭环控制，确定所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；

调整所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所述AC/DC换流器的输出功率恒定为所述目标输出功率。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述AC/DC换流器具有剩余容量，且所述配电网系统的交流电网的功率因数低于预设功率因数，则控制所述AC/DC换流器对所述交流电网进行无功功率补偿。

7.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式之后，所述方法还包括：确定所述直流侧短路故障是否消失；

若所述直流侧短路故障消失，则执行步骤控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

8.一种AC/DC换流器控制装置，其特征在于，用于控制AC/DC换流器工作，所述AC/DC换流器应用于配电网系统，所述AC/DC换流器包括稳定直流电压工作模式、稳定交流电压工作模式、恒定有功功率工作模式和低电压恒流输出工作模式，所述装置包括：故障判断模块，用于根据所述AC/DC换流器直流端的输出电压和输出电流，确定所述配电网系统是否存在直流侧短路故障；其中，当所述输出电压低于预设电压阈值且所述输出电流的增加速度大于预设速度阈值时，所述配电网系统存在直流侧短路故障；

恒流模式控制模块，用于若所述配电网系统存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式；

其他模式控制模块，用于若所述配电网系统不存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

9.一种AC/DC换流设备，其特征在于，包括：AC/DC换流器；

AC/DC换流器控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

说明书

AC/DC换流器控制方法、装置、AC/DC换流设备和存储介质

技术领域

[0001] 本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种AC/DC换流器控制方法、装置、AC/DC换流设备和存储介质。

背景技术

[0002] 配电网系统中，AC/DC换流器是一种常用且重要的设备。AC/DC换流器用于将交流电转换为直流电。其中，连接于AC/DC换流器输入端的交流电路及交流设备称为交流侧，连
接于AC/DC换流器输出端的直流电路及用电设备称为直流侧。

[0003] AC/DC换流器在应用过程中，直流侧有时会发生短路故障，即直流侧短路故障。发生直流侧短路故障时，由于二极管的整流效应，使得AC/DC换流器的交流电流快速增加，导
致直流侧和交流侧均产生过电流。传统技术中，主要通过AC/DC换流器直流侧和交流侧的过
电流保护动作来切除直流侧短路故障。

[0004] 然而，这种方法降低了AC/DC换流器的可靠性。

发明内容

[0005] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种AC/DC换流器控制方法、装置、AC/DC换流设备和存储介质。

[0006] 一种AC/DC换流器控制方法，用于控制AC/DC换流器工作，所述AC/DC换流器应用于配电网系统，所述AC/DC换流器包括稳定直流电压工作模式、稳定交流电压工作模式、恒定
有功功率工作模式和低电压恒流输出工作模式，所述方法包括：

[0007] 确定所述配电网系统是否存在直流侧短路故障；

[0008] 若所述配电网系统存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式；

[0009] 若所述配电网系统不存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

[0010] 在其中一个实施例中，所述AC/DC换流器包括双向AC/DC组件和与所述双向AC/DC组件级联的高频隔离双向DC/DC组件，所述控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工
作模式，包括：

[0011] 控制所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电压小于预设电压阈值，并使所述AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

[0012] 在其中一个实施例中，所述控制所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电压小于预设电压阈值，并使所述AC/DC换流器的输出
电流恒定为额定电流，包括：

[0013] 获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电流和额定电流；

[0014] 根据当前输出电流和额定电流，基于闭环控制，确定所述高频隔离双向DC/DC组件中功率开关管的控制信号的占空比；

[0015] 根据所述占空比调整所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电压小于预设电压阈值，并使所述AC/DC换流器的输出电流恒定为
额定电流。

[0016] 在其中一个实施例中，所述高频隔离双向DC/DC组件包括原边全桥变换器和副边全桥变换器，所述控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式，包括：

[0017] 获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电压和目标输出电压；

[0018] 根据所述当前输出电压和所述目标输出电压，基于闭环控制，确定所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；

[0019] 调整所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所述AC/DC换流器的输出电压恒定为所述目标输出电压。

[0020] 在其中一个实施例中，所述控制所述AC/DC换流器工作在恒定有功功率工作模式，包括：

[0021] 获取所述AC/DC换流器的当前输出功率和目标输出功率；

[0022] 根据所述当前输出功率和所述目标输出功率，基于闭环控制，确定所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；

[0023] 调整所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所述AC/DC换流器的输出功率恒定为所述目标输出功率。

[0024] 在其中一个实施例中，所述方法还包括：

[0025] 若所述AC/DC换流器具有剩余容量，且所述配电网系统的交流电网的功率因数低于预设功率因数，则控制所述AC/DC换流器对所述交流电网进行无功功率补偿。

[0026] 在其中一个实施例中，所述控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式之后，所述方法还包括：

[0027] 确定所述直流侧短路故障是否消失；

[0028] 若所述直流侧短路故障消失，则执行步骤控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

[0029] 一种AC/DC换流器控制装置，用于控制AC/DC换流器工作，所述AC/DC换流器应用于配电网系统，所述AC/DC换流器包括稳定直流电压工作模式、稳定交流电压工作模式、恒定
有功功率工作模式和低电压恒流输出工作模式，所述装置包括：

[0030] 故障判断模块，用于确定所述配电网系统是否存在直流侧短路故障；

[0031] 恒流模式控制模块，用于若所述配电网系统存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式；

[0032] 其他模式控制模块，用于若所述配电网系统不存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作
模式。

[0033] 一种AC/DC换流设备，包括：

[0034] AC/DC换流器；

[0035] AC/DC换流器控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。

[0036] 一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

[0037] 上述AC/DC换流器控制方法、装置、AC/DC换流设备和存储介质，在配电网系统存在直流侧短路故障时，能够控制AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式，AC/DC换流器
不会退出运行，从而实现低电压穿越，提高AC/DC换流器的可靠性，从而提高整个配电网系
统的可靠性。另外，上述AC/DC换流器控制方法、装置、AC/DC换流设备和存储介质，AC/DC换
流器能够根据场景和需求自动控制工作模式，提高了AC/DC换流器控制的智能性。

附图说明

[0038] 为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0039] 图1为一个实施例中AC/DC换流设备的结构示意图；

[0040] 图2为一个实施例中AC/DC换流器的电路图；

[0041] 图3为另一个实施例中AC/DC换流器的电路图；

[0042] 图4为一个实施例中AC/DC换流器的应用环境图；

[0043] 图5为一个实施例中AC/DC换流器控制方法的流程示意图；

[0044] 图6为一个实施例中AC/DC换流器控制方法的流程示意图；

[0045] 图7为一个实施例中AC/DC换流器控制方法的流程示意图；

[0046] 图8为一个实施例中AC/DC换流器控制方法的流程示意图；

[0047] 图9为一个实施例中AC/DC换流器控制装置的结构框图。

具体实施方式

[0048] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不
用于限定本申请。

[0049] 请参见图1，本申请实施例提供一种AC/DC换流设备。AC/DC换流设备包括AC/DC换流器102和AC/DC换流器控制装置(以下简称换流器控制装置)104，AC/DC换流器102与AC/DC
换流器控制装置104通信连接。换流器控制装置104能够获取AC/DC换流器的电流信息、电压
信息、功率信息等，并能够对AC/DC换流器的电流、电压和功率等进行控制。

[0050] 请参见图2，在一个实施例中，AC/DC换流器102包括双向AC/DC组件1021和高频隔离双向DC/DC组件1022。双向AC/DC组件1021与高频隔离双向DC/DC组件1022级联，也即是
说，双向AC/DC组件1021的直流输出端与高频隔离双向DC/DC组件1022的输入端连接。双向
AC/DC组件1021可以为三相两电平换流器，也可以为三相两电平换流器。在一个具体的实施
例中，高频隔离双向DC/DC组件1022可以为双主动全桥变换器(Dual Active Bridge，DAB)。

[0051] 在一个实施例中，双向AC/DC组件1021为三相两电平换流器，如图2所示，Sa1，Sa2，Sb1，Sb2，Sc1，Sc2为功率开关管，各功率开关管分别各自反并联一个二极管。具体的，所述
功率开关管Sa1，Sa2，Sb1，Sb2，Sc1，Sc2的集电极分别连接各自反并联的二极管的阴极，且
所述功率开关管Sa1，Sa2，Sb1，Sb2，Sc1，Sc2各自的发射极分别连接各自反并联的二极管的
阳极；Sa1的发射极与Sa2的集电极连接并形成三相两电平换流器INV1的第一三相端A，Sb1
的发射极与Sb2的集电极连接并形成三相两电平换流器INV1的第二三相端B，Sc1的发射极
与Sc2的集电极连接并形成三相两电平换流器INV1的第三三相端C；Sa1，Sb1，Sc1三者的集
电极与电容C的一端连接并作为三相两电平换流器INV1的阳极端P，Sa2，Sb2，Sc2三者的发
射极与所述电容C的另一端连接并作为三相两电平换流器INV1的阴极端N。

[0052] 双主动全桥变换器包括原边全桥变换器和副边全桥变换器。原边全桥变换器包括功率开关管S1～S4，副边全桥变换器包括功率开关管S5～S8、电感LT、高频隔离变压器T和
极性电容C2。功率开关管S1～S8中的每一个均反并联有一个二极管，每个功率开关管的集
电极连接于功率开关管反并联的二极管的阴极，每个功率开关管的发射极连接于功率开关
管反并联的二极管的阳极。原边全桥变换器的输出电压和副边全桥变换器的输出电压分别
连接到变压器T的原、副边。电感LT与变压器T的原边串联，副边全桥变换器的输出端并联极
性电容C2，且副边全桥变换器的输出端连接至直流母线的阳极DC+和阴极DC‑。

[0053] 请参见图3，在一个实施例中，双向AC/DC组件1021为三相三电平换流器。如图3所示，三相三电平换流器中，Sa11，Sa22，Sa33，Sa44，Sb11，Sb22，Sb33，Sb44，Sc11，Sc22，Sc33，
Sc44为功率开关管。Sa11的发射极连接Sa22的集电极，Sa22的发射极与Sa33的集电极连接
并形成三相三电平换流器INV2的第一三相端A1，Sa33的发射极连接Sa44的集电极。Sb11的
发射极连接Sb22的集电极，Sb22的发射极与Sb33的集电极连接并形成三相三电平换流器的
第二三相端B1，Sb33的发射极连接Sb44的集电极。Sc11的发射极连接Sc22的集电极，Sc22的
发射极与Sc33的集电极连接并形成三相三电平换流器INV2的第三三相端C1，Sc33的发射极
连接Sc44的集电极。Sa11，Sb11，Sc11的集电极均与电容Ca的一端连接并形成三相三电平换
流器INV2的阳极端P1，电容Ca的另一端连接电容Cb的一端，Sa44，Sb44，Sc44的发射极均与
电容Cb的另一端连接并形成三相三电平换流器INV2的阴极端N1。二极管Da1的阴极连接
Sa11的发射极，二极管Da1的阳极与二极管Da2的阴极连接并连接至所述电容Ca的另一端，
二极管Da2的阳极连接至Sa33的发射极。二极管Db1的阴极连接Sb11的发射极，二极管Db1的
阳极与二极管Db2的阴极连接并连接至所述电容Ca的另一端。二极管Db2的阳极连接至Sb33
的发射极。二极管Dc1的阴极连接Sc11的发射极，二极管Dc1的阳极与二极管Dc2的阴极连接
并连接至所述电容Ca的另一端。二极管Dc2的阳极连接至Sc33的发射极。

[0054] 上述实施例中的各功率开关管可以为全控型电力电子开关器件，包括但不限于为IGBT、IGCT、MOSFET或者IEGT。当上述各功率开关管为MOSFET时，上述实施例中各功率开关
管的集电极应为源极，各功率开关管的发射极应为漏极，当上述各功率开关管为IGCT时，上
述实施例中各功率开关管的集电极应为阴极，各功率开关管的发射极应为阳极。上述实施
例中所用二极管均为功率二极管。

[0055] 请参见图4，上述实施例提供的AC/DC换流器可以应用于配电网系统中，实现交流侧和直流侧有功功率的双向传输。AC/DC换流器用于连接交流配电网和直流配电网(可以为
直流微电网)。交流配电网包括但不限于为风力发电系统、太阳能发电系统、火力发电系统
等。AC/DC换流器的交流端可通过变压器连接至交流配电网，AC/DC换流器的直流端可连接
至直流微电网。应用时，直流负载与直流微电网连接，充电桩、光伏装置、储能装置等可通过
DC/DC换流器连接直流微电网。

[0056] 本申请实施例中的AC/DC换流器包括高频隔离双向DC/DC组件，高频隔离双向DC/DC组件能够实现交流侧和直流侧的电气隔离，且体积小、重量轻和功率密度高。同时，AC/DC
换流器的AC/DC换流组件为双向换流组件，能够实现交流侧电能质量的改善，补偿感性或荣
幸的无功功率，实现四象限运行，提高AC/DC换流器的利用率。

[0057] 本申请实施例还提供一种AC/DC换流器控制方法，可以应用于如图1所示的AC/DC换流设备。其中，换流器控制装置104可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手
机、平板电脑和便携式可穿戴设备。换流器控制装置104包括存储器和处理器，存储器存储
有计算机程序，处理器执行计算机程序时能够实现本申请实施例提供的方法的步骤。

[0058] 在一个实施例中，如图5所示，提供了一种AC/DC换流器控制方法，以该方法应用于图1中的换流器控制装置为例进行说明，包括以下步骤：

[0059] S10，确定配电网系统是否存在直流侧短路故障。

[0060] 如上所述，配电网系统包括直流配电网和交流配电网。AC/DC换流器连接于直流配电网和交流配电网之间，用于将直流配电网中的交流电转换为直流电，供直流配电网使用。
直流侧短路故障也称为直流低压故障，是指AC/DC换流器的直流端连接的线路出现短路故
障，也即直流配电网出现短路故障。直流侧短路故障时，直流配电网电压会迅速跌落。

[0061] 当配电网系统出现直流侧短路故障时，直流电压会降低，直流电流会快速增加。在一个实施例中，可以通过实时检测AC/DC换流器的输出电压(即直流端的输出电压)和输出
电流(即直流端的输出电流)，根据输出电压和输出电流确定是否存在直流侧短路故障。若
输出电压低于预设电压阈值，且输出电流的增加速度大于预设速度阈值，则确定配电网系
统存在直流侧短路故障。

[0062] 若配电网系统存在直流侧短路故障，则执行步骤S20，控制AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式。

[0063] AC/DC换流器至少包括四种工作模式：稳定直流电压工作模式、稳定交流电压工作模式、恒定有功功率工作模式和低电压恒流输出工作模式。其中，稳定直流电压工作模式是
指AC/DC换流器的输出电压为恒定值。该恒定值可以根据需求预先设定。稳定交流电压工作
模式是指AC/DC换流器的输入电压(即交流端的输入电压)恒定，也就是说，AC/DC换流器的
交流输入端输入的是固定频率、固定电压的正弦电压信号。恒定有功功率工作模式是指AC/
DC换流器的输出功率为恒定值。低电压恒流输出工作模式是指AC/DC换流器的输出电流恒
定，且电压值低于预设的电压值，在一个实施例中，输出电流等于AC/DC换流器的额定电流。

[0064] 当换流器控制装置确定当前配电网系统存在直流侧短路故障时，换流器控制装置控制AC/DC换流器使其工作于低电压恒流输出工作模式。在该模式下，AC/DC换流器不会退
出运行，且能够工作在低电压，且保持电流恒定，从而实现低电压穿越。

[0065] 若配电网不存在直流侧短路故障，则执行步骤S30，控制AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

[0066] 如果配电网正常，则换流器控制装置根据需求控制AC/DC换流器工作在对应的工作模式。

[0067] 在一个具体的实施例中，若配电网不存在直流短路故障，则换流器控制装置逐一判断是否需要工作于稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作
模式。S30包括：

[0068] S310，判断是否需要工作在稳定直流电压工作模式；

[0069] 若需要工作在稳定直流电压工作模式，则执行S320；

[0070] S320，控制AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式；

[0071] 若不需要工作在稳定直流电压工作模式，则执行S330；

[0072] S330，判断是否需要工作在恒定有功功率工作模式；

[0073] 若需要工作在恒定有功功率工作模式，则执行S340；

[0074] S340，控制AC/DC换流器工作在恒定有功功率工作模式；

[0075] 若不需要工作在恒定有功功率工作模式，则执行S350；

[0076] S350，判断是否需要工作在稳定交流电压工作模式；

[0077] 若需要工作在恒定有功功率工作模式，则执行S360；

[0078] S360，控制AC/DC换流器工作在稳定交流电压工作模式。

[0079] 本实施例提供的AC/DC换流器控制方法在配电网系统存在直流侧短路故障时，能够控制AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式，AC/DC换流器不会退出运行，从而实
现低电压穿越，提高AC/DC换流器的可靠性，从而提高整个配电网系统的可靠性。另外，本实
施例提供的所述方法，AC/DC换流器能够根据场景和需求自动控制工作模式，提高了AC/DC
换流器控制的智能性。

[0080] 请继续参见图5，在一个实施例中，所述方法还包括：

[0081] S40，判断AC/DC换流器是否具有剩余容量；

[0082] 若AC/DC换流器具有剩余容量，则执行S50；

[0083] S50，判断配电网系统的交流电网的功率因数是否低于预设功率因数；

[0084] 若配电网系统的交流电网的功率因数低于预设功率因数，则执行S60；

[0085] S60，控制AC/DC换流器对所述交流电网进行无功功率补偿。

[0086] 也就是说，当AC/DC换流器具有剩余容量，且配电网系统的交流电网的功率因数低于预设功率因数，则换流器控制装置控制AC/DC换流器利于剩余容量对交流电网进行无功
功率补偿。在一个实施例中，当AC/DC换流器的输出电流小于额定电流时，表示AC/DC换流器
具有剩余容量。由于AC/DC换流器包括双向AC/DC换流组件，通过双向AC/DC换流组件，能够
实现无功功率补偿。武功功率补偿可以补偿感性无功功率，也可以补偿容性无功功率。本实
施例中，利用AC/DC换流器的剩容量对交流电网进行无功功率补偿，改善了交流电网的嗲能
质量，实现四象限运行，提高了配电网系统的利用率。

[0087] 在一个实施例中，S20之后，所述方法还进一步包括：

[0088] S70，确定直流侧短路故障是否消失；

[0089] 若直流侧短路故障消失，则执行步骤S30。

[0090] 当存在直流侧短路故障，换流器控制装置控制AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式之后，还进一步确定直流侧短路故障是否消失，并在直流侧短路故障消失时，控
制AC/DC换流器返回工作在需要的工作模式。本实施例提供的方法进一步提高了对AC/DC换
流器控制的完整性和智能性。

[0091] 在一个实施例中，S20中，控制AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式，包括：

[0092] S210，控制高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使AC/DC换流器的输出电压小于预设电压阈值，并使AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

[0093] 也就是说，可以通过控制高频隔离双向DC/DC组件的脉冲宽度，使得AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式。可以通过输出电流的闭环控制，实现对高频隔离双向DC/
DC组件的脉冲宽度的调节。

[0094] 请参见图6，在一个具体的实施例中，S210可以通过以下步骤实现：

[0095] S211，获取高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电流和额定电流；

[0096] S212，根据当前输出电流和额定电流，基于闭环控制，确定高频隔离双向DC/DC组件中功率开关管的控制信号的占空比；

[0097] S213，根据占空比调整高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使AC/DC换流器的输出电压小于预设电压阈值，并使AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

[0098] 假设当前输出电流为IDC，额定电流为IN，在一个实施例中，通过闭环控制，可确定高频隔离双向DC/DC组件中功率开关管S1‑S8的控制信号的占空比。当存在直流侧短路故障
时，换流器控制装置通过控制改变功率开关管S1‑S8的控制信号的占空比，即可调整所述高
频隔离双向DC/DC组件的脉冲宽度，然后通过对脉冲宽度进行闭环控制，以降低AC/DC换流
器的输出电压，并限制所述低电压穿越的隔离型AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。
在一个实施例中，闭环控制可以为PI控制。

[0099] 本实施例中，基于当前输出电流和额定电流，通过闭环控制，调整控制信号占空比，从而实现脉冲宽度的调节，进而使得AC/DC换流器工作于低电压恒流输出工作模式。本
实施例提供的方法，通过闭环控制，提高了工作模式控制的准确性和实时性，进而提高低电
压穿越的准确性和实时性，使得AC/DC换流器可靠性更高。

[0100] 请参见图7，在一个实施例中，S30中，控制AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式，包括：

[0101] S311，获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电压和目标输出电压；

[0102] S312，根据所述当前输出电压和所述目标输出电压，基于闭环控制，确定所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；

[0103] S313，调整所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所述AC/DC换流器的输出电压恒定为目标输出电压。

[0104] 目标输出电压是指稳定直流电压工作模式下，预先设定的输出电压的目标值。换流器控制装置实时获取AC/DC换流器的当前输出电压，并基于当前输出电压和目标输出电
压，通过改变原边全桥变换器和副边全桥变换器的移相角度，对输出电压进行闭环控制。假
设当前输出电压为Udc*，目标输出电压为Udc，通过闭环控制，输出高频隔离双向DC/DC组件
原边全桥变换器和副边全桥变换器的移相角度。若需要所述低电压穿越的隔离型AC/DC换
流器工作于稳定直流电压模式时，通过改变移相角度，对移相角度进行闭环控制，实现对输
出电压的闭环控制，从而使得AC/DC换流器的输出电压恒定为目标输出电压，控制AC/DC换
流器工作在稳定直流电压工作模式。

[0105] 本实施例中，基于当前输出电压和目标输出电压，通过闭环控制，使得AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式，从而使得对于AC/DC换流器的控制更加精确，进一步提高
AC/DC换流器的可靠性。

[0106] 请参见图8，在一个实施例中，S30中，控制AC/DC换流器工作在恒定有功功率工作模式，包括：

[0107] S321，获取AC/DC换流器的当前输出功率和目标输出功率；

[0108] S322，根据当前输出功率和目标输出功率，基于闭环控制，确定原边全桥变换器和副边全桥变换器的目标移相角度；

[0109] S323，调整原边全桥变换器和副边全桥变换器的移相角度为目标移相角度，以使AC/DC换流器的输出功率恒定为目标输出功率。

[0110] 目标输出功率是指恒定有功功率工作模式下，预先设定的输出功率的目标值。换流器控制装置实时获取AC/DC换流器的当前输出功率，并基于当前输出功率和目标输出功
率，通过改变原边全桥变换器和副边全桥变换器的移相角度，对输出功率进行闭环控制。假
设当前输出电压为P*，目标输出电压为P，通过闭环控制，输出高频隔离双向DC/DC组件的原
边全桥变换器和副边全桥变换器的移相角度。若需要所述低电压穿越的隔离型AC/DC换流
器工作于恒定有功功率工作模式时，通过改变移相角度，对移相角度进行闭环控制，实现对
输出功率的闭环控制，从而使得AC/DC换流器的输出功率的大小和方向均恒定为目标输出
电压，进而控制AC/DC换流器工作在恒定有功功率工作模式。

[0111] 本实施例中，基于当前输出功率和目标输出功率，通过闭环控制，使得AC/DC换流器工作在恒定有功功率工作模式，从而使得对于AC/DC换流器的控制更加精确，进一步提高
AC/DC换流器的可靠性。

[0112] 当配电网系统为离网状态，即AC/DC换流器的输入端通过交流供电装置进行供电时，AC/DC换流器需要工作在稳定交流电压工作模式。在一个实施例中，S30中，控制AC/DC换
流器工作在稳定交流电压工作模式，可以通过控制交流供电装置的输出频率和输出波形，
使得交流供电装置输出预设频率、预设幅值的交流电压信号，从而使得AC/DC换流器工作在
稳定交流电压工作模式。

[0113] 应该理解的是，虽然图流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执
行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤
可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完
成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而
是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

[0114] 在一个实施例中，如图9所示，提供了一种AC/DC换流器控制装置，用于控制AC/DC换流器工作，所述AC/DC换流器应用于配电网系统，所述AC/DC换流器包括稳定直流电压工
作模式、稳定交流电压工作模式、恒定有功功率工作模式和低电压恒流输出工作模式，所述
装置包括：故障判断模块110、恒流模式控制模块120和其他模式控制模块130，其中：

[0115] 故障判断模块110，用于确定所述配电网系统是否存在直流侧短路故障；

[0116] 恒流模式控制模块120，用于若所述配电网系统存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式；

[0117] 其他模式控制模块130，用于若所述配电网系统不存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工
作模式。

[0118] 在一个实施例中，恒流模式控制模块120具体用于控制所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电压小于预设电压阈值，并使所述
AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

[0119] 在一个实施例中，恒流模式控制模块120具体用于获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电流和额定电流；根据当前输出电流和额定电流，基于闭环控制，确定所述高
频隔离双向DC/DC组件中功率开关管的控制信号的占空比；根据所述占空比调整所述高频
隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电压小于预设电
压阈值，并使所述AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

[0120] 在一个实施例中，其他模式控制模块130具体用于获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电压和目标输出电压；根据所述当前输出电压和所述目标输出电压，基于闭
环控制，确定所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；调整所述原边
全桥变换器和所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所述AC/DC换流
器的输出电压恒定为所述目标输出电压。

[0121] 在一个实施例中，其他模式控制模块130具体用于获取所述AC/DC换流器的当前输出功率和目标输出功率；根据所述当前输出功率和所述目标输出功率，基于闭环控制，确定
所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；调整所述原边全桥变换器和
所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所述AC/DC换流器的输出功率
恒定为所述目标输出功率。

[0122] 在一个实施例中，AC/DC换流器控制装置还包括补偿模块140，用于若所述AC/DC换流器具有剩余容量，且所述配电网系统的交流电网的功率因数低于预设功率因数，则控制
所述AC/DC换流器对所述交流电网进行无功功率补偿。

[0123] 在一个实施例中，AC/DC换流器控制装置还包括恢复模块150，用于确定所述直流侧短路故障是否消失；若所述直流侧短路故障消失，则执行步骤控制所述AC/DC换流器工作
在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

[0124] 在一个实施例中，提供了一种AC/DC换流设备，包括AC/DC换流器和AC/DC换流器控制装置。AC/DC换流器控制装置包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理
器执行计算机程序时实现以下步骤：

[0125] 确定所述配电网系统是否存在直流侧短路故障；

[0126] 若所述配电网系统存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式；

[0127] 若所述配电网系统不存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

[0128] 在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：控制所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电压小于预设电压阈
值，并使所述AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

[0129] 在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电流和额定电流；根据当前输出电流和额定电流，基于闭环控
制，确定所述高频隔离双向DC/DC组件中功率开关管的控制信号的占空比；根据所述占空比
调整所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电
压小于预设电压阈值，并使所述AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

[0130] 在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电压和目标输出电压；根据所述当前输出电压和所述目标输出
电压，基于闭环控制，确定所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；调
整所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所述
AC/DC换流器的输出电压恒定为所述目标输出电压。

[0131] 在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取所述AC/DC换流器的当前输出功率和目标输出功率；根据所述当前输出功率和所述目标输出功率，基于闭
环控制，确定所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；调整所述原边
全桥变换器和所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所述AC/DC换流
器的输出功率恒定为所述目标输出功率。

[0132] 在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：若所述AC/DC换流器具有剩余容量，且所述配电网系统的交流电网的功率因数低于预设功率因数，则控制所述
AC/DC换流器对所述交流电网进行无功功率补偿。

[0133] 在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：确定所述直流侧短路故障是否消失；若所述直流侧短路故障消失，则执行步骤控制所述AC/DC换流器工作在稳
定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

[0134] 在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

[0135] 确定所述配电网系统是否存在直流侧短路故障；

[0136] 若所述配电网系统存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在低电压恒流输出工作模式；

[0137] 若所述配电网系统不存在直流侧短路故障，则控制所述AC/DC换流器工作在稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

[0138] 在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：控制所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电压小于预设电压
阈值，并使所述AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

[0139] 在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电流和额定电流；根据当前输出电流和额定电流，基于闭环控
制，确定所述高频隔离双向DC/DC组件中功率开关管的控制信号的占空比；根据所述占空比
调整所述高频隔离双向DC/DC组件的控制信号的脉冲宽度，以使所述AC/DC换流器的输出电
压小于预设电压阈值，并使所述AC/DC换流器的输出电流恒定为额定电流。

[0140] 在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取所述高频隔离双向DC/DC组件的当前输出电压和目标输出电压；根据所述当前输出电压和所述目标输
出电压，基于闭环控制，确定所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；
调整所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所
述AC/DC换流器的输出电压恒定为所述目标输出电压。

[0141] 在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取所述AC/DC换流器的当前输出功率和目标输出功率；根据所述当前输出功率和所述目标输出功率，基于
闭环控制，确定所述原边全桥变换器和所述副边全桥变换器的目标移相角度；调整所述原
边全桥变换器和所述副边全桥变换器的移相角度为所述目标移相角度，以使所述AC/DC换
流器的输出功率恒定为所述目标输出功率。

[0142] 在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：若所述AC/DC换流器具有剩余容量，且所述配电网系统的交流电网的功率因数低于预设功率因数，则控制所
述AC/DC换流器对所述交流电网进行无功功率补偿。

[0143] 在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：确定所述直流侧短路故障是否消失；若所述直流侧短路故障消失，则执行步骤控制所述AC/DC换流器工作在
稳定直流电压工作模式、恒定有功功率工作模式或稳定交流电压工作模式。

[0144] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机
可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，
本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可
包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM
(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括
随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，
诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强
型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM
(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

[0145] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛
盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0146] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护
范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。