天然气电站直流微电网混合CPU多重双向DC端口装置及其实现方法

摘要

天然气电站直流微电网混合CPU多重双向DC端口装置及其实现方法，涉及一种天然气电站直流微电网双向DC端口装置，本发明为解决现有天然气发动机组动态响应慢，同时采用逆变器支撑的非负载和不平衡负载引入大量偶次基频谐波，降低了直流微电网电能质量，消耗天然气发电机容量，降低系统效率的问题。本发明包括DSP指令计算模块、FPGA逻辑信号处理模块、多重DC/DC功率变换模块、检测与保护模块、控制采样与信号整定模块、CAN总线通信模块和储能模块；该装置采用的控制方式包括：主从模式补偿控制、孤立模式储能剩余容量均衡补偿控制、直流母线DC端口谐波抑制控制。本发明用于天然气电站双向供电。

主权项

基于天然气站直流微电网混合CPU多重双向DC端口装置的实现方法，天然气站直流微电网混合CPU多重双向DC端口装置包括DSP指令计算模块(1)、FPGA逻辑信号处理模块(2)、多重DC/DC功率变换模块(3)、检测与保护模块(4)、控制采样与信号整定模块(5)、CAN总线通信模块(6)和储能模块(7)；多重DC/DC功率变换模块(3)的两端分别连接天然气站直流微电网和储能模块(7)，控制采样与信号整定模块(5)用于测量天然气站直流微电网的信息和多重DC/DC功率变换模块(3)的电流信息，控制采样与信号整定模块(5)分别与DSP指令计算模块(1)和FPGA逻辑信号处理模块(2)相连接，实现对所有监控环节的信息监控；检测与保护模块(4)用于检测双向DC端口装置的安全信息，将安全信息发送至FPGA逻辑信号处理模块(2)；CAN总线通信模块(6)与DSP指令计算模块(1)相连接，实现上位机对双向DC端口装置的控制；其特征在于，该方法的具体过程为：步骤1、利用DSP指令计算模块(1)采用浮点运算进行闭环控制运算，生成PWM调制波；步骤2、DSP指令计算模块(1)将步骤1产生的PWM调制波通过16位并行总线发送至FPGA逻辑信号处理模块(2)；步骤3、FPGA逻辑信号处理模块(2)根据多重DC/DC功率变换模块(3)中并联功率变换器的数量，将接收到的PWM调制波生成对应的PWM移向载波信号，步骤4、FPGA逻辑信号处理模块(2)将接收到的PWM调制波信号进行同步复制，将复制的PWM调制波信号与PWM移向载波信号相比较，生成IGBT触发信号；步骤5、FPGA逻辑信号处理模块(2)根据控制采样与信号整定模块(5)获取的采样信息，判断是否处于安全范围，如果否则执行步骤6，如果是则执行步骤7；步骤6、FPGA逻辑信号处理模块(2)根据检测与保护模块(4)的检测信号判断是否处于安全范围，如果是则返回执行步骤5，如果否则FPGA逻辑信号处理模块(2)对IGBT触发信号进行封锁；步骤7、FPGA逻辑信号处理模块(2)将步骤4产生的IGBT触发信号经过光纤发送至多重DC/DC功率变换模块(3)；步骤8、DSP指令计算模块(1)判断CAN总线通信模块(6)是否接收到上位机控制指令，如果否则执行步骤9，如果是则执行步骤10；步骤9、双向DC端口装置进入孤立模式储能剩余容量均衡补偿控制；步骤10、双向DC端口装置根据上位机控制指令进入主从控制模式或孤立模式储能剩余容量均衡补偿控制。