[发明专利]基于解耦多端口实现多配电分区电能柔性调控的控制方法

权利要求书

1.一种基于解耦多端口实现多配电分区电能柔性调控的控制方法，该方法应用于硬件解耦的多端口变换器的拓扑结构，拓扑结构采用硬件解耦的多端口变换器作为电能交换中心，从拓扑结构上来看，该多端口变换器由两个共用一个桥臂的硬件解耦的三端口变换器构成，并在拓扑结构上形成了一个三桥臂的公共端口E；每个配电分区与中间公共端口E均构成双有源桥结构，全桥变换器FBA、FBB、FBC、FBD与公共端口E分别通过高频变压器HFT1、HFT2、HFT3、HFT4进行连接，在公共端口E中，桥臂E1和E2构成全桥变换器FBE1，桥臂E2和E3构成全桥变换器FBE2；FBE1和FBE2共享桥臂E2，全桥变换器FBA、FBB、FBE1通过高频变压器HFT1和HFT2构成硬件解耦的三端口变换器TPC1；全桥变换器FBC、FBD、FBE2通过高频变压器HFT3和HFT4构成硬件解耦的三端口变换器TPC2，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据系统具体的性能要求，设计电流控制器G_AC、G_BC、G_CC、G_DC和电压控制器G_AU1、G_AU2、G_AU3、G_BU1、G_BU2、G_BU3、G_CU1、G_CU2、G_CU3、G_DU1、G_DU2、G_DU3；

(2)根据配电分区各自的稳定状态，设定配电分区A、B、C、D的直流母线稳定运行电压分别为u_AN、u_BN、u_CN，u_DN，设置中间公共端口E稳定运行的直流母线电压上限和下限阈值分别为u_HE和u_LE，且公共端口E中的全桥变换器FBE1和FBE2的驱动信号相位为零相位；

(3)根据电压传感器VSA、VSB、VSC，VSD、VSE测得四个配电分区的直流母线电压值u_A、u_B、u_C、u_D和公共端口E的直流母线电压u_E，将电压u_A与设定的配电分区A稳定运行电压u_AN进行比较，将电压u_E与设定的公共端口E的直流母线电压u_HE、u_LE进行比较，得到偏差信号Δu_A1～Δu_A3，将其分别输入电压控制器G_AU1～G_AU3，并对电压控制器的输出进行限幅，进而得到i_A1～i_A3，同理，其他配电分区也进行相应的比较操作，将得到的偏差信号Δu_B1～Δu_B3分别输入电压控制器G_BU1～G_BU3，对电压控制器的输出进行限幅后得到i_B1～i_B3，将得到的偏差信号Δu_C1～Δu_C3分别输入电压控制器G_CU1～G_CU3，对电压控制器的输出进行限幅后得到i_C1～i_C3，将得到的偏差信号Δu_D1～Δu_D3分别输入电压控制器G_DU1～G_DU3，对电压控制器的输出进行限幅后得到i_D1～i_D3；

(4)将信号i_A1和i_A2经过取小环节MINA得到信号i_Amin，信号i_B1和i_B2经过取小环节MINB得到信号i_Bmin，信号i_C1和i_C2经过取小环节MINC得到信号i_Cmin，信号i_D1和i_D2经过取小环节MIND得到信号i_Dmin；

(5)将信号i_A3、i_B3、i_C3、i_D3分别与信号i_Amin、i_Bmin、i_Cmin、i_Dmin进行取大操作，进而得到信号i_Aref、i_Bref、i_Cref、i_Dref，i_Aref、i_Bref、i_Cref、i_Dref分别作为电流调节器G_AC、G_BC、G_CC、G_DC的给定信号；

(6)根据电流传感器CSA、CSB、CSC、CSD测得四个配电分区的电流i_A、i_B、i_C、i_D，将电流i_A、i_B、i_C、i_D分别与信号i_Aref、i_Bref、i_Cref、i_Dref进行比较，得到的电流偏差信号Δi_AC、Δi_BC、Δi_CC、Δi_DC作为电流调节器G_AC、G_BC、G_CC、G_DC的输入信号，电流调节器G_AC、G_BC、G_CC、G_DC的输出信号则分别作为配电分区A、B、C、D中的全桥变换器FBA、FBB、FBC、FBD与中间公共端口E之间的移相角；

(7)将得到的移相角控制信号分别作为全桥变换器FBA、FBB、FBC、FBD的载波信号的相位，并以幅值为二分之一载波周期的信号作为调制信号用于PWM调制，最终得到用于全桥变换器FBA、FBB、FBC、FBD开关管驱动的脉冲信号；

(8)若系统性能不满足要求，那么返回(2)～(6)步骤，否则退出运行状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全桥变换器FBE1和FBE2中所有开关管的占空比均为0.5，且同桥臂上下两个开关管处于互补导通模式，桥臂E1和E2之间的移相角固定为180°，桥臂E1和E3之间的移相角为0。