[发明专利]一种直流微电网互联变换器及其功率协调控制方法

权利要求书

1.一种直流微电网互联变换器，其特征在于，该互联变换器是由交错并联型全桥三端口变换器和全桥DC-DC变换器级联而成；该互联变换器有三个端口，三端口变换器原边输入为端口1，副边集成交错并联Buck-boost为端口3，全桥DC-DC变换器输出为端口2；端口1与微电网1并联，端口2与两微电网连接线串联，端口3与公共储能相连；端口2在两直流微电网间串联注入动态可调电压来实现两直流微电网间的功率传输。

2.根据权利要求1所述的互联变换器，其特征在于，直流微电网互联变换器三个端口的工作模式具体为：

(1)端口1：三端口变换器原边的输入形成端口1，并与微电网1的直流母线并联，通过三端口变换器原副边的移相控制，使得端口2＇的电压始终保持在恒定值；所述三端口变换器的第三个端口为端口2＇；

(2)端口2：全桥DC-DC变换器的输出端口与两直流微电网的连接线串联，形成了互联变换器的端口2，端口2的主要功能是在连接直流母线1和直流母线2的线路中产生功率传输所需的电压差；

(3)端口3：互联变换器的端口3由副边集成双向Buck-Boost拓扑电路构成，通过该端口3，公共储能可与互联变换器的端口1交换功率；当两直流微电网的本地储能和微电网之间的功率传输不足以处理多余的功率时，可通过互联变换器对公共储能充电，同样，当两直流微电网有不足功率时，公共储能进行放电，以支持两直流微电网的母线电压。

3.一种如权利要求1所述的直流微电网互联变换器的功率协调控制方法，其特征在于，该控制方法各端口之间相对独立，允许变换器各端口独立运行，从而实现直流微电网互联系统的功率流控制，该控制方法包括三端口变换器恒压输出控制、端口2串联电压控制和端口3公共储能端口控制三个控制环路；单个直流微电网本地控制策略生成的可用净功率作为直流微电网互联变换器功率协调控制的参考输入。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，互联变换器中的三端口变换器采用原边移相角控制，副边占空比控制，原边通过移相角Φ来控制端口2＇的电压恒定，副边通过改变开关管S₅～S₈占空比D₁来控制端口3公共储能的充放电功率。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，三端口变换器的恒压输出控制环路采用电压电流双闭环控制，该控制的目的是使端口2＇保持电压恒定，作为全桥DC-DC变换器的输入电压，维持全桥DC-DC变换器正常工作所需的功率；将端口2＇电压的参考值与实际值比较后的偏差送到一个PI控制器中后，生成电流控制环路的参考值之后，将参考值与端口1输入电流的实际值做比较后，将偏差送入到PI控制器中，产生所需的控制量移相角Φ，在全桥DC-DC变换器运行的各种工况下均能保持端口2＇输出电压的恒定。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，互联变换器端口3的公共储能用于实现输入输出功率控制和限压限流充电控制；采用并行竞争机制，引入最小选择器，选择最小占空比D₁作为三端口变换器副边开关管S₅～S₈的控制信号，所述最小选择器由功率控制器BPR、电压控制器BVR、电流控制器BCR和最小竞争逻辑组成。