[发明专利]一种电流源型多端口柔性并网接口装置及控制方法

权利要求书

1.一种电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，其包括电流源AC-DC并网变换器、储能电感和隔离型DC-DC功率模块，所述电流源AC-DC并网变换器和储能电感均设有1个，所述隔离型DC-DC功率模块至少设有2个，所述电流源AC-DC并网变换器的交流端作为交流并网端口连接电网，其直流端与所述储能电感和隔离型DC-DC功率模块所属单相电流源DC-AC变换器的直流端顺次串联，构成内部直流环路，所述隔离型DC-DC功率模块所属单相电压源AC-DC变换器的直流端作为低压直流端口，提供低压直流设备的能量交互端口，通过控制稳定流过各隔离DC-DC功率模块电流源变换器直流侧的电流，使各隔离DC-DC功率模块的高频开关周期内其电流源变换器的直流电流不变，因各隔离DC-DC功率模块之间影响小，从而实现各端口功率的独立解耦控制；

所述电流源AC-DC并网变换器包括交流滤波器和电流源AC-DC功率变换电路，所述交流滤波器包括交流滤波器电感和交流滤波器电容，所述电流源AC-DC功率变换电路采用三相或单相电流源桥式变换电路；

所述隔离型DC-DC功率模块包括单相电流源DC-AC变换器、高频隔离电路和单相电压源AC-DC变换器，所述单相电流源DC-AC变换器采用电流源H桥变换电路，所述单相电压源AC-DC变换器采用电压源H桥变换电路，所述高频隔离电路包含单相高频变压器和高频电感，所述高频电感的一端与所述单相高频变压器任一绕组的任一端相连，另一端与其所连绕组的另一端构成交流端口并与所述单相电流源DC-AC变换器或单相电压源AC-DC变换器的交流端相连，未连接所述高频电感的绕组与未连接所述高频电感的所述单相电流源DC-AC变换器或单相电压源AC-DC变换器的交流端相连。

2.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述电流源AC-DC功率变换电路的各桥臂为第一逆阻型全控开关器件或其串联支路，或第一逆导型全控开关器件与第一二极管串联构成的具有逆阻特性的支路，或第一逆导型全控开关器件反向串联支路，或半控型器件或其串联支路。

3.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述单相电流源DC-AC变换器的各桥臂为第二逆阻型全控开关器件，或第二逆导型全控开关器件与第二二极管串联构成的具有逆阻特性的支路，或第二逆导型全控开关器件反向串联支路。

4.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述单相电压源AC-DC变换器的各桥臂为第三逆导型全控开关器件。

5.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述单相电流源DC-AC变换器的直流端还并联有旁路开关，所述旁路开关由机械开关或晶闸管构成。

6.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述单相电压源AC-DC变换器的直流端还并联有滤波电容。

7.一种利用权利要求1至6之一所述的电流源型多端口柔性并网接口装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、执行预充电程序：通过外部预充电或内部预充电方式，使单相电压源AC-DC变换器的直流电容电压升至额定值；

S2、对电流源AC-DC并网变换器进行闭环控制，使储能电感的电流上升至额定值并保持稳定，使并网端口功率因数为1，或根据需要向电网输出给定无功功率；

S3、根据外接设备需要，控制各低压端口的电压和功率；

S4、检测是否有处于运行状态的各隔离型DC-DC功率模块状态，若无故障，执行步骤S6；否则执行步骤S5；

S5、执行旁路程序，隔离有故障的隔离型DC-DC功率模块；

S6、检测是否有停机命令，若无停机命令，返回步骤S3；否则执行步骤S7；

S7、执行停机程序，退出运行。