[发明专利]储能型的准Z源换流器及其模糊控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种储能型的准Z源换流器及其模糊控制方法及系统，该准Z源换流器包括：由第一直流链电容C₁、第二直流链电容C₂、第一阻抗网络电感L₁和第二阻抗网络电感L₂组成的阻抗网络，以及由第一双向功率开关Q₁、第二双向功率开关Q₂、第一双向功率开关Q₃以及第一双向功率开关Q₄组成的双向全桥变换器；其中，所述第一阻抗网络电感L₁和第二阻抗网络电感L₂之间还连接有网络功率开关Q。该模糊控制方法包括：将所述准Z源换流器的输入侧与储能电池相连，所述准Z源换流器的逆变侧与电网相连；采用模糊控制对单个储能型的准Z源换流器进行控制。本发明电容电压波动小，直流侧电压更加稳定；稳态时，电网电流谐波总畸变率更低；电池充放电电流变化时，过渡过程平稳。

技术领域

本发明涉及储能换流器的模糊控制技术领域，尤其涉及一种储能型的准Z源换流器及其模糊控制方法及系统。

背景技术

自Z源变流器（ZSC，Z-Source Inverter）与准Z源变流器（QZSC，Energy-StoragedQuasi Z-Source Converte）被提出以来，已获得广泛关注和大量研究。

与传统的电力电子逆变器相比，ZSC/QZSC 具有以下优点：

1）能够实现单级升降压；

2）无需死区时间，能够消除传统逆变器死区时间带来的输出畸变；

3）直通状态下，同桥臂的开关管能同时导通，增加了逆变器的抗干扰能力；

4）开关数量少，因此降低了系统的成本、并提高了系统的整体效率。

进一步地，为了改善输出功率波动性以及能更好地实施输出功率控制，构建电网友好型新能源并网系统，在ZSC/QZSC 中加入储能电池并进行系统级能量管理和功率控制成为重要发展趋势。

发明内容

本发明提供了一种储能型的准Z源换流器及其模糊控制方法及系统，用以解决如何在ZSC/QZSC 中加入储能电池并进行系统级能量管理和功率控制的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种储能型的准Z源换流器，包括：

由第一直流链电容、第二直流链电容、第一阻抗网络电感和第二阻抗网络电感组成的阻抗网络，以及由第一双向功率开关、第二双向功率开关、第一双向功率开关以及第一双向功率开关组成的双向全桥变换器；

其中，第一阻抗网络电感和第二阻抗网络电感之间还连接有网络功率开关，第二直流链电容并联于网络功率开关和第二阻抗网络电感两端；第一直流链电容的一端连接于网络功率开关和第二阻抗网络电感之间，另一端与储能电池负极相连；

阻抗网络的输入侧与储能电池相连，阻抗网络的输出侧与双向全桥变换器相连。

本发明还提供一种基于上述的储能型的准Z源换流器的模糊控制方法，包括以下步骤：

将准Z源换流器的输入侧与储能电池相连，准Z源换流器的逆变侧与电网相连；

采用模糊控制对单个储能型的准Z源换流器进行控制，包括：

确定模糊语言变量，将电池电流偏差量及电池电流偏差量的变化率作为模糊控制器的输入语言变量，直通占空比D为输出语言变量；

模糊控制规则如下：