[发明专利]一种输入串联输出并联的DAB变换器的解耦控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种输入串联输出并联的DAB变换器的解耦控制方法及装置，N个相同的DAB变换器输出串联输出并联，分别通过输入均压控制和输出电压控制得到第一移相比D_i和第二移相比D_e；第一移相比D_i和第二移相比D_e通过移相控制得到开关管驱动脉冲序列之间的控制时序；具有控制时序的开关控制信号输入到DAB变换器的变压器一次侧H1各开关器件Q1～Q4、变压器二次侧H2各开关器件Q5～Q8的控制端，完成控制过程。本发明提供的输入串联输出并联的DAB变换器的解耦控制方法通过利用DAB变换器的双重移相控制的两个移相控制自由度，分别用于控制输入均压和输出电压恒定，相比于传统单移相控制，通过增加控制自由度，实现输出电压控制与输入电压均压控制之间完全解耦。

技术领域

本发明属于电力电子变压器的技术领域，更具体地，涉及一种输入串联输出并联的DAB变换器的解耦控制方法及装置。

背景技术

伴随着传统化石能源的消耗与环境污染问题日益趋于严峻，以风力发电、光伏发电为代表的分布式能源以其环保性、配置灵活、就近送电、等优点受到广泛重视。特别是随着智能电网的发展，分布式能源及储能单元的灵活接入成为智能电网发展中的重要目标。直流电网的发展可以有效解决分布式能源与大电网之间的矛盾，提高可再生能源在电网系统中的占比，充分发挥分布式能源的价值和效益。直流固态变压器作为直流微电网的核心装置之一，通过电力电子变换器实现电能变换，克服了传统交流送变电的缺点。直流变换器作为电力电子变压器中的关键技术，很大程度上决定了电力电子变压器的性能。因此，高性能直流变换器技术的研究对于直流配电网和直流微电网发展具有重要意义。

隔离型双有源桥(Dual Active Bridge，DAB)变换器是典型的隔离级拓扑结构，其能量可以进行双向传输，大范围内实现软开关，总共有三个控制自由度，控制灵活，可以实现升压、降压变换。因此DAB变换器在DC-DC变换中得到了广泛应用。对于直流配用电系统中的直流变压器而言，中压侧电压通常在10kV以上，二次侧为居民用户电压一般为400V左右。目前功率半导体器件电压等级和电网需求差距明显，无法满足电力系统高压大功率应用的需求，需要通过电路拓扑实现中高压输入。因此通常采用级联结构，通过对低压低功率模块进行输入输出串并联进行组合提高系统容量和效率。级联型模块化DAB拓扑优点包括可以通过引入冗余模块来提高可靠性、器件的标准化有助于减少工业成本和时间、低压等级的器件应用于高压场合，器件损耗小，变换器效率提高以及提供多个变换器交错输出的可能性，使得输出纹波减小以减小输出滤波器的尺寸。

因此输入串联输出并联的双有源桥DAB变换器可以很好地满足直流配电网输入侧承受高电压输出侧输出大电流的要求。但传统单移相控制下的DAB变换器只有一个控制自由度，对于其解耦控制是通过构建中间解耦矩阵，通过中间变量对控制量进行控制。但是控制环路之间仍然存在耦合，这使得系统中每一个控制回路的输入信号对所有回路的输出都会有影响，而每一个回路的输出又会受到所有输入的作用。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种输入串联输出并联的DAB变换器的解耦控制方法及装置，旨在增加DAB变换器的控制自由度降低模块之间的依赖程度。