[发明专利]直流微电网储能接口变换器并联的控制电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于变换器并联控制技术领域，具体涉及一种直流微电网储能接口变换器并联的控制电路，本发明还涉及直流微电网储能接口变换器并联的控制方法。

背景技术

在当前情况下，功率器件无法在短期内取得电压和功率上的突破，单台储能接口变换器无法满足当前直流微电网中大功率储能接口变换器的需求，基于这种原因，采用多台变换器并联是提升储能接口变换器输出功率的一种很重要的实现方案。

在储能接口变换器并联的相关研究内容中，各个储能模块的功率分配问题具有突出的重要性。如果分配负载功率不合理，储能接口变换器可能长时间工作于过载或轻载，导致储能接口变换器的可靠性和工作效率的降低。

目前，有关并联储能接口变换器功率分配的研究已经取得一定的研究成果，主要集中在并联储能接口变换器的均流控制方面，现阶段的均流控制方案基本上分为两种类型：有均流母线控制法和无均流母线控制法。

有均流母线控制法，通过在各变换器之间连接一条均流母线，达到各个模块获取均流信号的目的，但这降低了系统的可靠性。根据均流信号的种类，可将有均流母线控制法分为平均电流法、最大电流法和主从均流法。

无均流母线控制法不需要在各变换器控制之间增加均流母线，提高了并联系统的可靠性。当前应用的DC/DC变换器并联无均流母线控制方法可以分为输出特性下垂控制法和基于频率的均流控制法等。其中输出特性下垂控制法实现方法简单，但牺牲了变换器的输出外特性，输出端电压不能达到指令值。基于频率的均流控制法所有储能模块通过一根均流母线相互连接，这实际上降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流微电网储能接口变换器并联的控制电路，解决了现有技术中存在的直流微电网系统可靠性差且控制精度不高的问题。

本发明的另一目的是提供直流微电网储能接口变换器并联的控制方法。

本发明所采用的第一技术方案是，直流微电网储能接口变换器并联的控制电路，包括若干依次并联的储能模块，每个储能模块均对应连接一个储能接口变换器，若干储能接口变换器均连接至直流母线上面，直流母线后接直流负载，若干依次并联的储能模块还均连接至SOC检测装置，每个储能接口变换器相应连接一个储能模块控制器，储能模块控制器又与直流母线和上层控制器连接，SOC检测装置和上层控制器又均连接至CAN总线。

本发明第一技术方案的特点还在于，

储能模块控制器具体结构为：包括连接在直流母线上的电压霍尔传感器，电压霍尔传感器又依次与频率估计单元、电压补偿单元、电压控制器、交流扰动产生单元、电流控制器、PWM控制及驱动单元连接，PWM控制及驱动单元连接至储能接口变换器，电压霍尔传感器同时还与电压控制器连接，电压控制器同时还与电流控制器连接，交流扰动产生单元同时还与电压补偿单元连接，电流控制器还连接至上层控制器。

频率估计单元具体结构为：包括带通滤波器，带通滤波器依次与频宽和增益受限的微分器、有效值转换电路和除法器连接，带通滤波器还依次与有效值转换电路和除法器连接。

交流扰动产生单元通过XR2206函数发生器实现功能。

上层控制器基于TMS320F28335芯片作为控制芯片，通过CAN总线将检测的各储能模块的SOC数据传送至上层控制器并进行处理。

本发明所采用的第二技术方案是，直流微电网储能接口变换器并联的控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、通过CAN总线将检测的各储能模块的SOC数据传送至上层控制器，如果储能模块的SOC值小于20％或者SOC值大于90％，则上层控制器会封锁此储能模块对应的储能模块控制器；

步骤2、确定步骤1中参与工作的储能模块的个数，并依次从1号开始编号至n号，计算步骤1中经检测SOC值介于20％～90％之间的储能模块的SOC值的不平衡度ε；

步骤3、构建步骤2中SOC值介于20％～90％之间的储能模块的SOC值不平衡度矩阵A，将不平衡度矩阵A中的元素aij与设定的不平衡度阈值ε_max相比，设不平衡度阈值ε_max＝2％，如果不平衡度矩阵A中有元素元素aij>ε_max，则使用上层控制器控制法，否则，使用基于频率的无母线均流控制法；