[发明专利]一种移动储能充放电控制方法

说明书

一种移动储能充放电控制方法，第一级是一个固态变压器；第二级是双向Buck‑Boost变换器；第三级是一个H桥逆变器，所述固态变压器提供隔离栅，并在零电流开关/零电压开关条件下工作；MECD利用了碳化硅(SiC)器件在软开关和硬开关操作方面的优点，并使用了直流滞回控制(DCHC)，优化了开关模式和死区时间；该方法可在轻载和重载条件下优化操作，系统效率达到96.65%，总谐波失真度小于1%。

技术领域

本发明涉及电力系统调度运行技术领域，尤其涉及一种移动储能充放电控制方法。

背景技术

双向移动储能电池充放电控制(Charge and discharge control of mobileenergy storage， MECD)包括了双向功率因数校正(PFC)级和隔离DC-DC级，初级侧连接到PFC，次级侧连接到储能电池。现有双有源全桥(DAB)是隔离式DC-DC阶段最受欢迎的候选方案之一。其能实现简单的电流控制和在几个开关周期内反转能量流。但DAB存在两个主要的缺点：零电压 (ZVS)工作区的限制和存在的大量的循环电流。尽管使用宽禁带半导体(WBS)如碳化硅(SiC) 和氮化镓(GaN)可以增强ZVS的工作区，但循环电流仍然是一个问题，对转换效率有很大影响。

另外，电容-电感-电感-电感-电容(CLLLC)谐振变换器拓扑被报道为双向隔离DC-DC 级。这种拓扑结构在单位增益工作点附近提供了高效率的低循环电流。由于CLLLC的增益是统一的，因此在PFC级上，DC-DC的工作是在大电压范围下实现的。然而，这会导致PFC级的开关损耗大，效率降低。

例如，中国专利申请号：CN202011357738.5，公开了一种基于移动储能的配电网多时间尺度协调调度方法，包括以下步骤：1)基于短期预测信息进行短期调度，确定移动储能调度结果；2)基于超短期预测信息修正移动储能调度结果，实现基于移动储能的配电网多时间尺度协调调度；该发明转换效率不足。

发明内容

本发明主要解决了DAB中ZVS工作区的限制和循环电流问题以及CLLLC转换效率不足问题，提供了一种移动储能充放电控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种移动储能充放电控制方法，第一级是一个固态变压器；第二级是双向 Buck-Boost变换器；第三级是一个H桥逆变器，所述固态变压器提供隔离栅，并在零电流开关/零电压开关条件下工作。

作为优选，所述双向Buck-Boost变换器在临界导通模式下工作，死区时间自动优化以实现零电压开关操作。

作为优选，所述H桥逆变器的电流环由改进后的DCHC控制，以优化动态和稳态性能，并提供临界导通模式和连续导通模式之间的平滑过渡。

作为优选，每级都能在其最佳工作点运行；逆变器从电网吸收电力，Buck-Boost转换器作为通过SST到储能电池的功率流的控制器，在SST输入电压和逆变器级本体电压之间提供电压调节，以允许宽的工作范围。SST以恒定的增益运行，并在提供电流隔离的同时将电压和电流转换到储能电池。在放电模式(电网支持模式)中，除了功率流方向外，MECD以相同的方式运行。此外，在这种模式下，MECD可以为电网提供无功支持。

作为优选，所述的固态变压器，它与Buck-Boost变换器构成双向DC-DC级；SST提供从电网到储能电池的电流隔离，并控制电池电流。SST由串联谐振变换器实现，谐振电感和磁化电感之间具有高比率，以减轻与磁化电流相关的损耗。SST在谐振点附近工作，单位增益，Buck-Boost变换器定义了功率流的方向和值。SST的工作频率由控制芯片自动调节，以适应谐振罐组件的公差。主开关上的ZVS开关操作和二次开关上的ZCS操作由SST继承自串联谐振变换器的特性。双向Buck-Boost变换器负责电池的电流及其方向，以及逆变器的电压调节。为了优化性能，该级在CRM模式下以高压(400V至575V)和2.5A的标称电流运行。