[发明专利]一种应用于新能源发电及电动汽车换电站的稳压系统及其控制方法

权利要求书

1.一种应用于新能源发电及电动汽车换电站的稳压系统，所述新能源发电系统输出单相交流电，其特征在于，所述稳压系统包含一个单相电压源型逆变器模块、一个LC低通滤波器以及隔离变压器；所述逆变器模块的交流侧连接LC低通滤波器，所述LC低通滤波器的电容C的一端与电感L相连，电容C的另一端与隔离变压器原边的一端相连，所述隔离变压器原边的另一端接地，所述隔离变压器的副边连接电动汽车换电站系统的输入端，所述新能源发电系统的输出端通过输电线路同时连接所述电感L和电容C的公共端以及关键负载的一端，所述关键负载的另一端接地，所述单相电压源型逆变器模块的直流侧输入直流电。

2.根据权利要求1所述一种应用于新能源发电及电动汽车换电站的稳压系统，其特征在于，所述单相电压源型逆变器模块的拓扑结构是由反并联二极管的第一至第四开关管构成的单相全桥电路。

3.根据权利要求1所述一种应用于新能源发电及电动汽车换电站的稳压系统，其特征在于，所述逆变器模块输入侧的直流电是经由PWM整流模块以及电解电容C_dc提供，所述PWM整流模块的输入端与所述新能源发电系统输出单相交流电相连，所述PWM整流模块的输出端连接逆变器模块的直流侧，电解电容C_dc并联在所述PWM整流模块的输出端。

4.根据权利要求3所述一种应用于新能源发电及电动汽车换电站的稳压系统，其特征在于，所述PWM整流模块是由反并联二极管的第一至第四开关管构成的单相全桥电路。

5.根据权利要求1所述一种应用于新能源发电及电动汽车换电站的稳压系统，其特征在于，所述逆变器模块的输入侧直流电是经由蓄电池提供。

6.基于权利要求2所述的应用于新能源发电及电动汽车换电站的稳压系统的控制方法，其特征在于，采用电压、电流的双闭环控制，一个控制周期包括如下步骤：

61)，采集关键负载的电压反馈信号v_{s_fb}，采集LC低通滤波器中电感L的电流值i_{L_fb}；

62)，将所述v_{s_fb}与电压环中关键负载的参考正弦量v_{s_ref}作差后进行PR调节，电压环的输出i_{L_ref}作为电流内环的参考值；通过向量图法计算所述v_{s_ref}的相位：以所述隔离变压器原边电压为参考相量画出相量图，所述LC低通滤波器中电容C两端电压滞后所述90度，与的相量和为所述关键负载两端电压定义等于所述乘以所述与的相量和为新能源发电系统输出单相交流电的电压根据所述向量图，利用几何关系算出所述关键负载两端电压与的相位差δ；其中，R₁为新能源发电系统输出到关键负载的输电线路等效电阻，L₁为新能源发电系统输出到关键负载的输电线路等效电感，Z₂为关键负载的阻抗，为经过隔离变压器原边的电流；

63)，将所述i_{L_ref}与电流采样值i_{L_fb}的差值经P调节器后的输出值再经限幅后作为SPWM调制波v_{_ref}；

64)，将所述v_{_ref}与三角载波WC1比较，得到所述单相电压源型逆变器模块的第一至第四开关管的驱动信号，控制逆变器模块的交流输出端输出电压的基波分量与所述相位相同的交流电压；

65)，当电网电压升高时，控制所述δ增大，所述电压闭环控制使得所述v_{_ref}幅度减小，所述幅度因此减小，所述幅度增大；当电网电压降低时的控制过程相反。