[发明专利]直流母线间接口变换器端口电压恒定比例控制方法和系统

说明书

本发明提供一种DC/DC接口变换器的端口电压恒定比例控制方法和系统。DC/DC接口变换器包括串联侧端口和并联侧端口，串联侧端口接入第一直流母线电压u_M，并联侧端口接入第二直流母线电压u_L，DC/DC接口变换器包括n个变换器子模块，其各自的第一端口串联组成串联侧端口，各自的第二端口并联组成并联侧端口，方法包括：采样变换器子模块两个端口的电压；将第一端口的电压u_Mi乘以预设常数N_t并将N_t×u_Mi与第二端口的电压u_Li相减，或者，将u_Li除以N_t并将1/N_t×u_Li与u_Mi相减；将电压差值输入调节器G_x，获得控制变量将输入调制驱动模块，生成开关管驱动信号，基于开关管驱动信号调节变换器子模块中的各个开关管的导通和关断。该方法简单易行。

技术领域

本发明涉及直流供电系统技术领域，更具体地涉及一种直流母线间接口变换器的端口电压恒定比例控制方法和系统。

背景技术

除光伏、风力发电等新能源发电外，现代负荷，如计算机、运载工具(舰机高铁等)、精密机械加工、高端医疗器械等，均需要直流母线环节。中低压直流配电网以直流母线而非传统配电网中的交流母线为载体，不仅可以减少功率变换环节，提高新能源发电的渗透率和运行效率，而且可以显著提高公共交流电网和配电网的电能质量、可靠性和设备利用率。因此中低压直流配电网是满足新能源发电接入，功率等级日益提高的精密现代负荷供能需要的新一代组网形式。各类电源与负荷需要不同电压等级的直流母线，直接连接两条直流母线的电力电子变换器称为直流母线间接口变换器，即DC/DC接口变换器，该变换器是直流配电系统电能枢纽。随着直流网技术的发展，DC/DC接口变换器得到了越来越多的关注。

中低压直流配电网与现有中低压交流配电网相对应，其直流母线电压等级从48V、270V、±375V到±10kV不等。当两条直流母线电压等级差别较大时，连接两直流母线的DC/DC接口变换器可由n个变换器子模块组成，n为大于或等于1的自然数。n1时，所有变换器子模块一端并联，形成该DC/DC接口变换器的并联侧端口；同时，所有变换器子模块的另一端串联，形成该DC/DC接口变换器的串联侧端口。n＝1时，单个变换器子模块即为该DC/DC接口变换器，此时，可以将额定电压较低的端口归为并联侧端口，另一端口归为串联侧端口。该DC/DC接口变换器的并联侧端口接入微电网的一条较低电压等级的直流母线，串联侧端口接入微电网的一条较高电压等级的直流母线。DC/DC接口变换器中的各变换器子模块需要均分串联侧端口的电压，在现有技术中，电压均分主要通过对应控制策略实现，例如，文献“Sha D,Guo Z,Liao X.Cross-Feedback Output-Current-Sharing Control for Input-Series-Output-Parallel Modular DC–DC Converters[J].IEEE Transactions on PowerElectronics,2010,25(11):2762-2771.”采用了令各个变换器子模块采样相邻变换器子模块的电流，并进行跟踪，从而实现串联侧端口的电压均分。然而随着变换器子模块数量n的增加，其采样控制系统的复杂度迅速增高，同时跨模块的采样通信系统不适于在复杂电磁环境下的可靠运行。专利(公开号：CN106711994A)中也采用了串并联的结构，虽然同时实现了各变换器输入端口连接的分布式电源的独立控制和输出端口的均压控制，但是上述发明所公开的技术方案中，接口变换器和电源变换器通过开关器件复用耦合，其控制策略也具有较高耦合性，且控制算法较为复杂。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种直流母线间接口变换器的端口电压恒定比例控制方法和系统。