[发明专利]一种直流电力弹簧拓扑及其控制方法

权利要求书

1.一种直流电力弹簧拓扑的控制方法，其特征在于：直流电力弹簧拓扑包括一个双向DC/DC变换器、一个单向DC/DC变换器、第一单相H桥、第二单相H桥、第一滤波电容、第二滤波电容以及直流源；所述双向DC/DC变换器的输入连接直流源，所述双向DC/DC变换器的输出并联第一滤波电容，同时所述双向DC/DC变换器的正输出端连接电阻以及关键负载的一端，所述电阻的另一端连接可再生能源发电输出的直流电正极，所述关键负载的另一端与可再生能源发电输出的直流电负极，所述关键负载两端并联第三滤波电容；所述单向DC/DC变换器的输入连接第一单相H桥的输出，所述单向DC/DC变换器的输出并联第二滤波电容并连接第二单相H桥的输入；所述第一单相H桥的一个输入端同时连接所述直流源的负极以及所述双向DC/DC变换器的负输出端，所述第一单相H桥的另一个输入端连接可再生能源发电输出的直流电负极；非关键负载连接在所述双向DC/DC变换器的正输出端与单向DC/DC变换器的一个输出端之间，所述单向DC/DC变换器的另一个输出端连接可再生能源发电输出的直流电负极；

所述双向DC/DC变换器包括第一开关管Q₁、第二开关管Q₂以及第一电感L₁，所述第一电感L₁的一端同时连接第一开关管Q₁的漏极和第二开关管Q₂的源极；所述第一电感L₁的另一端以及第一开关管Q₁的源极作为所述双向DC/DC变换器的输入，第一电感L₁连接所述直流源的正极，第一开关管Q₁的源极连接所述直流源的负极；所述第一滤波电容连接在第一开关管Q₁的源极和第二开关管Q₂的漏极之间，第二开关管Q₂的漏极和第一滤波电容的公共点作为双向DC/DC变换器的正输出端，第一开关管Q₁的源极和所述第一滤波电容的公共点作为双向DC/DC变换器的负输出端；

包括对双向DC/DC变换器的控制，对单向DC/DC变换器的控制以及对所述第一单相H桥和第二单相H桥的控制；其中，所述双向DC/DC变换器的控制包括如下步骤：

1），采集关键负载两端电压V_C，并采集经过第一开关管Q₁的电流i_Q1，以及经过第二开关管Q₂的电流i_Q2；

2），将所述关键负载两端电压V_C与其参考值V_{C_ref}作差得到误差值E₁；

3），将所述误差值E₁经过比例积分控制，其输出值经过限幅后再减去所述电流i_Q1得到差值X₁；

4），将所述误差值E₁的相反值-E₁经比例积分控制，其输出值经过限幅后再减去所述电流i_Q2得到差值X₂；

5），将所述差值X₂逻辑取反之后再跟所述差值X₁进行逻辑与，其结果作为所述第一开关管Q₁的驱动信S₁；

6），将所述差值X₁逻辑取反之后再跟所述差值X₂进行逻辑与，其结果作为所述第二开关管Q₂的驱动信S₂；

控制所述第一单相H桥使得输入所述单向DC/DC变换器的电压信号始终为正电压，控制所述单向DC/DC变换器使得其输出信号和输入信号幅值相同，控制所述第二单相H桥使得：当可再生能源发电输出的直流电的电压大于额定电压值时，所述第二单相H桥与关键负载连接的输出端的电位高于所述第二单相H桥与非关键负载连接的输出端的电位；当可再生能源发电输出的直流电的电压小于额定电压值时，所述第二单相H桥与关键负载连接的输出端的电位低于所述第二单相H桥与非关键负载连接的输出端的电位。