[发明专利]一种无需交直流电流传感器的多电平储能功率转换控制装置

权利要求书

1.一种无需交直流电流传感器的多电平储能功率转换控制装置，该装置串接在非并网能源存储装置与电网之间，其特征在于包括：并网控制器、充放电控制器、直流充放电单元、多电平功率转换单元、陷波器；

所述直流充放电单元、所述多电平功率转换单元及所述陷波器依次串联；所述并网控制器的本地端与所述充放电控制器的通讯端相连，所述并网控制器的通讯端与所述充放电控制器的本地端相连；

所述并网控制器的控制端与所述多电平功率转换单元的受控端相连，所述充放电控制器的控制端与所述直流充放电单元的受控端相连；

所述陷波器的输出端连接有电压互感器，电压互感器输出端连接到所述并网控制器的电压输入端；

所述充放电控制器用于测量和汇总所述直流充放电单元输出端的直流母线电压及所述存储装置的输出电压；

所述并网控制器用于测量所述陷波器的电网侧电压，并进行前馈控制计算，再将计算结果反馈给所述充放电控制器，所述充放电控制器用于将收到的反馈与通过实测得到的所述直流充放电单元输出端的直流母线上功率比较，根据比较结果调整所述直流充放电单元的转换系数；

前馈控制计算是无需交直流电流的基于陷波器的电网侧电压的前馈控制计算，该前馈控制计算包括第一加法器输出f1计算、第二加法器输入f2计算、第三加法器输入f3计算、第三加法器输出f4计算及第四加法器输出f5计算，算式如下，

f₁＝i*-i×H(s)

f₂＝f₁×G_i(s)

f₃＝(f₂-e*)/Z_L

f₄＝i-f₃

f₅＝e*-V_ac

e^*＝f₄×Z_C

i＝f₅/Z_LC

e*为所述多电平功率转换单元的输出电压计算值；

V_ac为所述陷波器的网侧电压测量值；

i为所述陷波器电流的估算值；

i^*为所述陷波器的网侧电流参考值；

H(s)为所述陷波器电流的反馈系数，0<||H(s)||<1；

G_i(s)为系统的传递函数，0<||G_i(s)||<1；

Z_L为所述陷波器的电感阻抗，Z_C为所述陷波器的电容阻抗，Z_LC为所述陷波器回路中电容与电感的综合阻抗；

此外，所述直流充放电单元输出端的直流母线上功率的计算值为η为所述多电平功率转换单元的转换效率。

2.如权利要求1所述的无需交直流电流传感器的多电平储能功率转换控制装置，其特征在于：所述直流充放电单元输出端的直流母线上功率的实测值为P_de,该功率的实测值与所述直流充放电单元输出端的直流母线电压值V_dc成正比；所述直流充放电单元输出端的直流母线电压值V_dc与所述存储装置的输出电压V_b成正比，比例系数为所述直流充放电单元的转换系数。

3.如权利要求2所述的无需交直流电流传感器的多电平储能功率转换控制装置，其特征在于：所述陷波器为一个并联谐振回路，且组成所述并联谐振回路的电感值L和电容值C与所述多电平功率转换单元的开关频率f_s满足

4.如权利要求3所述的无需交直流电流传感器的多电平储能功率转换控制装置，其特征在于：所述充放电控制器还监测所述存储装置的电压，对所述存储装置的充放电和所述直流充放电单元的输出功率进行控制；所述存储装置为电池或超级电容中的一种。

5.如权利要求4所述的无需交直流电流传感器的多电平储能功率转换控制装置，其特征在于：所述多电平功率转换单元用于将从直流充放电单元接收到的恒压直流电转换成交流电输送给所述陷波器，所述多电平功率转换单元为三电平逆变电路。