一种基于三端口变换器的直流分布式负载系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于三端口变换器的直流分布式负载系统及其控制方法，属于电力电子变换及分布式负载系统领域。该系统包括直流输入电源(10)、由N个子三端口变换器组成的功率变换单元(20)和由N个子负载组成的负载(30)，N为大于1的自然数，直流输入电源的输出作为系统输入端电压母线，每个子三端口变换器的输入端均连接至输入端电压母线，每个子三端口变换器的储能端均连接至储能端电压母线，每个子三端口变换器的输出端均串接一个子负载。本发明根据储能装置的充放电状态，当储能装置充电时采用储能端均流、当储能装置放电时按照各自输出功率大小分配输入端功率的混合式功率控制策略，实现系统的稳定、可靠运行。

主权项

一种基于三端口变换器的直流分布式负载系统的控制方法，该系统包括直流输入电源(10)、功率变换单元(20)和负载(30)，所述功率变换单元(20)包括N个子三端口变换器，所述负载(30)包括N个子负载，N为大于1的自然数，直流输入电源的输出作为系统输入端电压母线，每个子三端口变换器的输入端均连接至输入端电压母线，每个子三端口变换器的储能端均连接至储能端电压母线，每个子三端口变换器的输出端均串接一个子负载；所述直流输入电源(10)为直流电压源或可再生能源电源，可以是单个电源也可以由多个电源串并联构成；所述三端口变换器为隔离型三端口变换器或非隔离型三端口变换器；所述三端口变换器包括一个直流电压输入端、一个输出端和一个储能端，其中储能端是双向功率端口，输出端是单向功率端口或双向功率端口；所述基于三端口变换器的直流分布式负载系统的控制方法如下：所有子三端口变换器的控制方法相同，其控制过程分为如下两种情况：A.当储能装置处于充电状态时，各子三端口变换器采用储能端均流的控制策略，具体控制过程如下：以各子三端口变换器储能端电流的平均值或最大值作为储能端均流母线电压信号i_{b_bus}，该信号作为各子三端口变换器储能端电流的给定信号，与各子三端口变换器储能端电流反馈信号i_b经过储能端均流调节器调节后得到两者的误差信号v_BCS，该误差信号与基准电压v_inref叠加后作为该子三端口变换器输入端电压的给定信号，与该子三端口变换器输入端电压反馈信号v_in经过输入端电压调节器调节后得到两者的误差信号v_c，该误差信号作为输入端电压的控制信号，其与载波信号交截得到驱动信号，从而实现该子三端口变换器的控制；B.当储能装置处于放电状态时，各子三端口变换器采用按照各自输出功率大小分配输入端功率的控制策略，具体控制过程如下：将各子三端口变换器的储能端电流i_b除以各自的输出功率p_o进行标幺化，得到各子三端口变换器的储能端电流标幺值i^*_b，以各子三端口变换器储能端电流标幺值的平均值或最大值作为储能端标幺均流母线电压信号i^*_{b_bus}，该信号作为各子三端口变换器储能端标幺电流的给定信号，与各子三端口变换器储能端标幺电流信号i^*_b经过储能端标幺电流均流调节器调节后得到两者的误差信号v_BCS，该误差信号与基准电压v_inref叠加后作为该子三端口变换器输入端电压的给定信号，与该子三端口变换器输入端电压反馈信号v_in经过输入端电压调节器调节后得到两者的误差信号v_c，该误差信号作为输入端电压的控制信号，其与载波信号交截得到驱动信号，从而实现该子三端口变换器的控制。