[发明专利]应用于双向储能变换器的能量协调与中性点平衡控制方法

说明书

本发明公开了应用于双向储能变换器的能量协调与中性点平衡控制方法，具体为：将分压电容电压之差与双极直流微网标准偏差值0做差，并通过电压调节器后产生均压控制信号，将均压控制信号与中性点电流做差，结果通过电流调节器产生改进均压控制信号。改进均压控制信号在与母线电压控制信号相加后传输至PWM脉冲信号发生器，产生脉冲对DC/DC变换器进行控制。本发明采用三电平双向DC‑DC储能变换器的方法来抑制中性点电压偏移问题，提出了电流环改进的均压控制环路。与传统的均压控制环路进行比对，所提出的均压策略在电压不平衡问题上有更好的效果。

技术领域

本发明属于微网储能变换器控制技术领域，具体涉及应用于双向储能变换器的能量协调与中性点平衡控制方法。

背景技术

随着新能源的不断发展，主要基于可再生能源的分布式发电技术(DistributedGeneration，简称DG)，如：风力发电、光伏发电等以其发电方式灵活、与环境兼容等特性引起了人们的广泛关注。为了响应国家号召，发挥分布式发电技术的优势，解决可再生能源间歇性、随机性、分散性等问题，微电网的概念被提出了。相比交流微电网而言，直流微电网可以更高效可靠的接纳风、光等可再生能源发电系统、储能单元、电动汽车及其它直流用电负荷，且直流微电网不存在电源同步、谐波等问题，在控制上易于实现，因此近年来直流微电网获得了越来越多的关注。其中由双母线结构组成的双极性直流微电网不仅具有直流微电网的普遍优点，而且能根据负荷对供电电压需求的不同选择不同的母线进行供电，因而更方便不同电压等级的用电设备和分布式电源接入，所以双极性直流微电网可以进一步提高直流供电系统的灵活性和可靠性。在直流微电网中，分布式发电单元输出不稳定以及负载波动等都会造成母线功率的波动，严重时可能威胁微电网系统的稳定性。直流微电网中不存在无功功率，其只需保证直流母线电压稳定便可实现系统功率平衡，即直流母线电压是衡量系统稳定的唯一指标，因此如何稳定直流母线电压是研究直流微电网的关键所在。

根据是否存在中线，可将直流微电网分为单极和双极直流微电网。相比于单极直流微电网，双极直流微电网提供更多电压等级接口，电压等级可灵活变换，同时其对AC-DC变换器的利用率高。此外，当某一极发生故障时，另一极可继续保持运行，系统具有更高的可靠性和安全性。但正、负极的电源、负荷和线路参数等不平衡会在中线产生不平衡电流，进而增加线路损耗，同时使正、负极母线电压偏离额定值。当某一节点的负荷严重不平衡时，不平衡度可能超标，甚至触发中线的不平衡电压保护。为灵活调节双极直流微网的电压不平衡度，同时使母线电压运行在合理范围内，须采取一定的分布式协同控制策略，保证直流负荷的正常运行。针对双极直流微电网的不平衡电压抑制，目前的策略主要有3种：①采用可抑制不平衡电压的AC-DC变换器；②在AC-DC变换器的出口安装电压平衡器；③采用负荷切换开关调整直流负荷的供电极性。本发明提出了在双极直流微电网中，采用储能三电平变换器抑制直流母线不平衡电压的控制方法，使直流母线的正、负极电压达到平衡的同时，实现电网的双向潮流。

发明内容

本发明的目的是提供应用于双向储能变换器的能量协调与中性点平衡控制方法，采用并网电流反馈有源阻尼方法对谐振进行抑制，提高了鲁棒性。

本发明所采用的技术方案是，应用于双向储能变换器的能量协调与中性点平衡控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，根据三电平DC/DC储能变换器的工作原理，设计母线电压控制器，以及均压控制器，其中母线电压控制选用电压电流双闭环控制；

步骤2，对三电平DC/DC储能变换器均压环控制中加入改进的均流控制。

本发明的特点还在于，

步骤1中，具体为：

步骤1.1，根据直流母线电压额定值U_N与直流母线电压反馈值U_ref，得到直流母线电压误差值ΔU，如式(1)所示；

U_N-U_ref＝ΔU (1)；