[发明专利]一种模块化储能变换器的组合控制方法

摘要

本发明公开了一种模块化储能变换器的组合控制方法。模块化储能变换器的组合方式包括各模块化储能变换器的低压侧串联、并联或分立以及各模块化储能变换器的高压侧串联或并联，多个模块化储能变换器组合时，选择其中一个变换器作为主模块，其余变换器为从模块。各模块化储能变换器的控制环路包括缓冲电容电压匹配环、直流母线电压外环、电池电流内环以及均流/均压环。缓冲电容电压匹配环保证低压侧缓冲电容的电压与直流母线电压相匹配，直流母线电压外环和电池电流内环控制变换器功率传递的大小和方向，均压/均流环保证各模块化储能变换器间高压侧电压和电流的均衡。本发明实现了多双向变换器的组合控制，保证了组合系统的稳定运行。

主权项

一种模块化储能变换器的组合控制方法，所述模块化储能变换器包括低压侧缓冲电容(Cc)、低压侧蓄电池、蓄电池侧解耦电容(C1)、第一低压侧滤波电感(L1)、第二低压侧滤波电感(L2)、低压侧等效漏感(Lr)、第一低压侧上开关管(S1u)、第一低压侧下开关管(S1d)、第二低压侧上开关管(S2u)、第二低压侧下开关管(S2d)、功率变压器(T)、高压侧上开关管(S3u)、高压侧下开关管(S3d)、第一高压侧半桥电容(C2)、第二高压侧半桥电容(C3)以及母线侧解耦电容(C4)，第一低压侧上开关管(S1u)的发射极连接第一低压侧下开关管(S1d)的集电极，第二低压侧上开关管(S2u)的发射极连接第二低压侧下开关管(S2d)的集电极，第一低压侧上开关管(S1u)的集电极连接第二低压侧上开关管(S2u)的集电极和低压侧缓冲电容(Cc)的第一端，第一低压侧下开关管(S1d)的发射极连接第二低压侧下开关管(S2d)的发射极和低压侧缓冲电容(Cc)的第二端，低压侧蓄电池的正极连接蓄电池侧解耦电容(C1)的第一端、第一低压侧滤波电感(L1)的第一端和第二低压侧滤波电感(L2)的第一端，低压侧蓄电池的负极连接蓄电池侧解耦电容(C1)的第二端和低压侧缓冲电容(Cc)的第二端，第一低压侧滤波电感(L1)的第二端经低压侧等效漏感(Lr)与功率变压器(T)原边的同名端连接，第一低压侧滤波电感(L1)的第二端连接第一低压侧上开关管(S1u)的发射极，第二低压侧滤波电感(L2)的第二端连接第二低压侧上开关管(S2u)的发射极和功率变压器(T)原边的异名端，高压侧上开关管(S3u)的发射极连接高压侧下开关管(S3d)的集电极和功率变压器(T)副边的同名端，第一高压侧半桥电容(C2)的第一端连接高压侧上开关管(S3u)的集电极和母线侧解耦电容(C4)的第一端，第一高压侧半桥电容(C2)的第二端连接功率变压器(T)副边的异名端和第二高压侧半桥电容(C3)的第一端，第二高压侧半桥电容(C3)的第二端连接高压侧下开关管(S3d)的发射极和母线侧解耦电容(C4)的第二端，母线侧解耦电容(C4)的两端接入直流母线，其特征在于：模块化储能变换器的组合方式包括各模块化储能变换器的低压侧串联、并联或分立以及各模块化储能变换器的高压侧串联或并联，多个模块化储能变换器组合时，选择其中一个变换器作为主模块，其余变换器为从模块；各模块化储能变换器的控制环路包括缓冲电容电压匹配环、直流母线电压外环、电池电流内环以及均流/均压环；所述缓冲电容电压匹配环用于保证低压侧缓冲电容(Cc)的电压与直流母线电压相匹配，缓冲电容电压匹配环采集低压侧缓冲电容(Cc)的电压，该电压值与匹配值比较后经调节器输出，该输出值作为变换器低压侧各开关管占空比的控制信号；所述直流母线电压外环和电池电流内环用于控制变换器功率传递的大小和方向，对于主模块，其直流母线电压外环采样直流母线电压，该电压值与基准电压比较后经调节器输出，该输出值组作为电池电流内环的基准信号，电池电流内环采样低压侧蓄电池的电流，该电流值与基准信号比较后经调节器输出，产生变换器高、低压侧驱动信号的移相控制信号，而对于从模块，其直流母线电压外环被屏蔽，其电池电流内环的基准信号来源于主模块的直流母线电压外环的输出；所述均压/均流环用于保证各模块化储能变换器间高压侧电压和电流的均衡，均压/均流环采样变换器高压侧的电压/电流信号，将该电压/电流信号与主模块高压侧的电压/电流信号比较后经调节器输出，将输出信号叠加在该变换器电池电流内环的基准信号上，实现对电池电流内环的基准信号的修正。