[发明专利]一种三相交错并联双向直流变换器均流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相交错并联双向直流变换器的均流控制方法。

背景技术

三相交错并联双向直流变换器作为储能系统的关键部件，起到了连接电池和PCS的功能。其主要功能是实现电池的充放电，能量的双向流动和控制直流母线电压。

与单级式储能变流器相比，带有三相交错并联双向直流变换器的双级式储能变流器具有直流侧电压可控，电池电压可选范围较大，低压侧纹波电流较小，开关管电流应力较小，功率密度高等优点。

然而三相交错并联双向直流变换器中存在三相电流不平衡的问题，此时三相电流不平衡会导致变换器出现接地故障，同时会引入较大的谐波，使得器件发热，影响电能质量，降低系统效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有三相交错并联双向DC/DC变换器存在的三相电流均流问题，提出一种用于适用于三相交错并联双向DC/DC变换器的均流控制方法。

本发明所述三相均流控制方法以低压侧电池电流为控制量，将低压侧电池电流与电池电流给定值比较的差值送入PI调节器进行控制，PI调节器输出未均流的调制电压，再根据三相电流的偏差量及偏差方向相应调整输出的三相调制电压，经三相移相载波后输出调制波控制功率单元开关管动作。以此达到三相交错并联双向DC/DC变换器三相均流控制的目的。

本发明所述的均流控制方法应用于三相交错并联双向DC/DC变换器。应用本发明的三相交错并联双向DC/DC变换器包括：直流母线电压源、高压侧直流滤波电容、三相桥式功率单元、三相滤波电感、线路感抗、低压侧直流滤波电容及储能蓄电池电压源。所述的直流母线电压源的正、负极分别连接在高压侧直流滤波电容两侧，充电完成后高压侧直流滤波电容上的电压幅值为U_dc；高压侧直流滤波电容的后级接功率单元；三相桥式功率单元的后级连接三相滤波电感，三相滤波电感的后级连接线路感抗和低压侧直流滤波电容；低压侧直流滤波电容的后级连接储能蓄电池电压源。

本发明的具体实施步骤如下所述：

步骤1、对三相交错并联双向DC/DC变换器低压侧电池电流进行采样，将采样得到的电池电流i_dc与电池电流给定值i_dc^*比较，得到电池电流偏差值Δi_dc，如公式(1)所示；

步骤2、通过PI调节器对电池电流偏差值Δi_dc进行控制，将电池电流偏差值Δi_dc调节为0，即电池电流i_dc追随其电池电流给定值i_dc^*，PI调节器输出未经均流的调制电压U_bat；

步骤3、对三相交错并联双向DC/DC变换器低压侧三相电流进行采样，并计算出三相电流的平均值i_ave，如公式(2)所示；将三相电流的平均值i_ave分别与三相电流i_k进行比较，得到三相电流偏差值Δi_k，如公式(3)所示，其中，k为相序，k＝a,b,c；

i_ave＝(i_a+i_b+i_c)/3 (2)；

△i_k＝i_ave-i_k(3)；

上述式(2)中，i_a、 i_c分别为三相交错并联双向DC/DC变换器低压侧A相、B相、C相电流；

步骤4、通过PI调节器对电池电流偏差值Δi_k进行调节，得到三相电流补偿量的补偿方向和三相电流补偿量的分配比R_k，三相电流补偿量的分配比如公式(4)所示；三相电流补偿量的补偿方向由三相电流偏差值Δi_k的方向决定；

R_k＝(k_P+k_i/s)·△i_k(4)

式中，R_k为k相电流补偿量的分配比；

k_p为PI调节器比例系数；

k_i为PI调节器比例系数；