[发明专利]一种双向隔离型AC-DC变换器控制方法

说明书

本发明提供了一种双向隔离型AC‑DC变换器控制方法，该控制方法包括：针对交流电源的工频周期ω_s的每个扇区，根据当前扇区角θ_i计算第一占空比d₁、第二占空比d₂及零矢量占空比d₀；根据当前扇区的幅值最大的线电压和幅值次大的线电压确定矩阵变换电路的输出电压幅值；根据与当前扇区角θ_i对应的d₁、d₂、d₀及与当前扇区对应的矩阵变换电路的输出电压幅值和开关状态的关系确定矩阵变换电路在该扇区的开关状态分布；根据与当前扇区角θ_i对应的d₁、d₂、d₀确定全桥电路的开关状态分布。本发明的控制方法提高了电压利用率，更容易获得最大变换电压，交流侧功率因数接近于1；直流侧的输出电压纹波更小，输出电压更稳定；同时AC‑DC双向变换控制更为简单。

技术领域

本发明涉及电力转换领域，更具体地涉及一种双向隔离型AC-DC变换器控制方法。

背景技术

储能技术作为可再生能源和智能电网的技术支撑，将在电力系统中承担越来越重要的角色。作为电池储能系统使用的电力电子变换器，其基本要求是能实现双向AC-DC变换。

双向隔离型AC-DC变换器，既可以实现能量的双向流动，又能实现电流隔离。不仅能够保证安全性，还有较高的功率密度。因此在电池储能系统、车辆并网(vehicle togrid，简称V2G)功能的实现以及电动车充电系统等多种场合都有广泛的应用。

图1示出了一种双向隔离型AC-DC变换器100的拓扑结构。如图1所示，变换器100包括矩阵变换电路110、变压器120及全桥电路130。双向隔离型AC-DC变换器100是三相工频交流到单相高频交流AC-AC矩阵变换器110和单相高频交流到直流AC-DC全桥电路130的组合，不存在中间直流储能元件。因此，本拓扑结构不能解耦，矩阵变换电路110和全桥电路130不能单独控制，必须将双向隔离型AC-DC变换器100作为一个整体来考虑，使得对双向隔离型AC-DC变换器100的控制比较复杂且困难。

由此，本发明提出一种针对双向隔离型AC-DC变换器的控制方法。

发明内容

根据本发明提供了一种双向隔离型AC-DC变换器控制方法，该双向隔离型AC-DC变换器包括矩阵变换电路、变压器及全桥电路，该控制方法包括：

针对交流侧电源的工频周期ω_s的每个扇区，根据当前扇区角θ_i计算第一占空比d₁、第二占空比d₂和零矢量占空比d₀，其中，所述工频周期ω_s根据交流侧幅值最大的线电压和幅值次大的线电压归属分为十二个扇区；

根据当前扇区的幅值最大的线电压和幅值次大的线电压确定所述矩阵变换电路的输出电压幅值；

根据与当前扇区角θ_i对应的第一占空比d₁、第二占空比d₂、零矢量占空比d₀及与当前扇区对应的所述矩阵变换电路的输出电压幅值和开关状态的关系确定所述矩阵变换电路在该扇区的开关状态分布，根据所述矩阵变换电路在该扇区的开关状态分布控制所述矩阵变换电路的电子电力开关器件，以控制所述矩阵变换电路拟合输出电压u_P，其中，电压u_P包括正负对称有分段等比例移相的第一方波和第二方波，所述第一方波的脉冲宽度为d₁T_s，幅值为所述幅值最大的线电压的幅值，所述第二方波的脉冲宽度为d₂T_s，幅值为所述幅值次大的线电压的幅值，T_s为控制周期；