[发明专利]基于LCL滤波器的双向直流变换器的控制装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于LCL滤波器的双向直流变换器的控制装置和方法，包括双向直流变换器、移相均流控制模块、有源阻尼控制模块、控制模式选择模块，高压侧外电压环恒压控制模块和低压侧外电压环恒压控制模块；有源阻尼控制模块包括第四电流传感器、第四比较模块、第一比例积分控制器、陷波器模块、滞后网络模块和均流比例模块，第四电流传感器、第四比较模块、第一比例积分控制器、陷波器模块、滞后网络模块和均流比例模块依次串联，本发明既能保证双向直流变换器长期安全稳定运行，又能使双向直流变换器获得良好的动静态特性，且易于实现，非常适合应用于LCL滤波器的双向直流变换器的控制。

技术领域

本发明涉及新能源并网发电及储能变换器研究技术领域，尤其涉及一种基于LCL滤波器的双向直流变换器的控制装置和方法。

背景技术

在新型涉及新能源并网发电及储能变换器研究技术领域，广泛应用双向直流变换器作为储能电池组与双向交直流变换器、直流微电网、直流配电网的接口设备，其中LCL滤波器三相交错双向直流变换器，具有低压侧纹波电流较小，开关管电流应力较小，功率密度高等优点。

然而，LCL滤波器三相交错双向直流变换器将LCL滤波器及交错并联技术引入双向Buck-Boost变换器，对系统控制策略提出更高的要求。一方面，LCL滤波器提高了系统的阶数，这种结构在谐振点处会表现出较低的阻抗，引起系统谐振，导致系统失稳；另一方面，交错并联技术则提高了系统对变换器三相移相均流控制策略的要求，当出现三相电流不均时，系统输入端电流纹波会大幅增加，从而致使系统发热，效率下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于LCL滤波器的双向直流变换器的控制装置和方法，本基于LCL滤波器的双向直流变换器的控制装置和方法解决了基于LCL滤波器的双向直流变换器具有的系统稳定性及交错并联均流问题。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于LCL滤波器的双向直流变换器的控制装置，包括双向直流变换器、移相均流控制模块、有源阻尼控制模块、控制模式选择模块，高压侧外电压环恒压控制模块和低压侧外电压环恒压控制模块；

所述的双向直流变换器包括依次电连接的低压侧等效电源VL、三相交错并联LCL滤波器、三相交错并联开关管、高压侧滤波电容C2和高压侧等效电源VH，所述三相交错并联LCL滤波器包括低压侧滤波电感L1、低压侧滤波电感L2、低压侧滤波电感L3、低压侧滤波电感L4和低压侧滤波电容C1；

所述移相均流控制模块包括第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第一比较模块、第二比较模块、第三比较模块、第一比例控制器、第二比例控制器、第三比例控制器、第一三角波调制模块、第二三角波调制模块和第三三角波调制模块，所述第一电流传感器、第一比较模块、第一比例控制器和第一三角波调制模块依次串联，所述第二电流传感器、第二比较模块、第二比例控制器和第二三角波调制模块依次串联，所述第三电流传感器、第三比较模块、第三比例控制器和第三三角波调制模块依次串联，所述第一三角波调制模块、第二三角波调制模块和第三三角波调制模块分别与三相交错并联开关管连接，所述第一电流传感器用于测量低压侧滤波电感L2的电流，所述第二电流传感器用于测量低压侧滤波电感L3的电流，所述第三电流传感器用于测量低压侧滤波电感L4的电流；

所述有源阻尼控制模块包括第四电流传感器、第四比较模块、第一比例积分控制器、陷波器模块、滞后网络模块和均流比例模块，所述第四电流传感器、第四比较模块、第一比例积分控制器、陷波器模块、滞后网络模块和均流比例模块依次串联，所述均流比例模块分别与第一比较模块、第二比较模块和第三比较模块连接，所述第四电流传感器用于测量低压侧滤波电感L1的电流；

所述控制模式选择模块连接有上层控制器；