[发明专利]一种电能双向传输系统及其控制方法

权利要求书

1.一种电能双向传输系统，其特征在于，包括：两电平拓扑结构的PWM电压源型换流器、直流母线电容和隔离式双向全桥DC/DC变换器，其中，

所述两电平拓扑结构的PWM电压源型换流器，用于交流电网和直流母线之间的电能双向传输；

所述直流母线电容连接在所述两电平拓扑结构的PWM电压源型换流器和所述隔离式双向全桥DC/DC变换器之间，用于所述两电平拓扑结构的PWM电压源型换流器和所述隔离式双向全桥DC/DC变换器的解耦和级联；

所述隔离式双向全桥DC/DC变换器，用于所述直流母线与储能元件之间的电能双向传输。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述两电平拓扑结构的PWM电压源型换流器的功率开关管类型均为：SiC MOSFET。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述隔离式双向全桥DC/DC变换器的开关管类型为：SiC MOSFET。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述隔离式双向全桥DC/DC变换器的变压器具体为：高频变压器。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述系统的控制方法，其特征在于，包括：

接收充放电电能流动方向命令和充放电电能传输功率命令；

获取所述储能元件的电压信号和电流信号；

根据所述充放电电能流动方向命令和充放电电能传输功率命令，以及所述储能元件的电压信号和电流信号，控制所述直流母线与储能元件之间的电能流动的方向和传输功率；

调节所述直流母线的电压保持恒定。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述充放电电能流动方向命令和充放电电能传输功率命令，以及所述储能元件的电压信号和电流信号，控制所述直流母线与储能元件之间的电能流动的方向和传输功率，包括：

根据所述电压信号和所述电流信号，计算得到所述储能元件的功率信号；

根据所述功率信号计算得到平均功率；

将所述充放电电能传输功率命令作为功率参考值减去所述平均功率，得到功率误差信号；

根据所述功率误差信号计算得到移相角；

根据所述移相角和所述充放电电能流动方向命令，生成驱动所述隔离式双向全桥DC/DC变换器的PWM信号，以控制所述直流母线与所述储能元件之间电能流动的方向和传输功率。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调节所述直流母线的电压保持恒定，包括：

获取交流电网的三相电压信号和三相电流信号；

根据所述三相电压信号计算得到所述交流电网的电压的相角信号；

根据所述三相电流信号和所述相角信号，经过坐标变换得到第一有功电流和第一无功电流；

采集直流母线的电压信号；

预设的电压参考值减去所述电压信号，得到电压误差信号；

所述电压误差信号经过电压控制器处理，得到第二有功电流；

所述第二有功电流减去所述第一有功电流，得到第一电流误差信号；

所述第一电流误差信号经过第一电流控制器处理，得到有功电压信号；

预设的第二无功电流减去所述第一无功电流，得到第二电流误差信号，所述第二无功电流为零；

所述第二电流误差信号经过第二电流控制器处理，得到无功电压信号；

根据所述有功电压信号、所述无功电压信号和所述相角信号，经过坐标变换得到三相电压控制信号；

根据所述三相电压控制信号生成驱动所述两电平拓扑结构的PWM电压源型换流器的PWM信号，以使所述直流母线的电压保持恒定。