[发明专利]一种TAB变换器开关管开路故障容错控制方法与系统

说明书

本发明提供了一种TAB变换器开关管开路故障容错控制方法与系统。该控制方法包括，确定TAB变换器第二端口、第三端口的电流参考值以及TAB变换器运行所允许的最大电流值；获取当前控制周期第二端口、第三端口的输出电流平均值以及第一端口的电流峰值；计算误差值，输入至电流控制器，输出第一端口与第二端口之间的移相占空比；判断TAB变换器是否出现开关管开路故障，若是，通过过流控制器对第二端口进行限制电流峰值控制；否则，对第二端口进行输出定电流控制；第三端口始终进行输出定电流控制，若TAB变换器发生开路故障，计算第一端口与第三端口之间的移相占空比；将所有相移量输入至移相调制器，进行移相调制，控制TAB变换器实现故障后容错控制。

技术领域

本发明属于混合储能用三有源桥变换器控制技术领域，具体涉及一种TAB变换器开关管开路故障容错控制方法与系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

三有源桥(triple-active-bridge，TAB)变换器与双有源桥(dual-active-bridge，DAB)变换器相比，能够更好地实现端口的集中管理，控制灵活性更高，供电可靠性更好，同时器件成本更低。TAB变换器发生开关管开路故障，会造成电感电流的峰值过大，开关损耗增加，甚至损坏其他正常工作的开关器件，威胁系统正常运行。TAB变换器的容错控制能够有效限制电感电流峰值，同时保证重要端口传输功率不变，使得变换器可以在容错后维持运行。

已有的方案采用闭锁开关管的容错策略，且主要应用于DAB变换器。根据电压电流信号，确定故障位置，闭锁故障开关管所在的整个桥臂，以降功率运行为代价限制电感电流峰值，消除直流偏置。

对于现有容错策略，在闭锁故障开关管所在的整个桥臂后，该桥臂所在端口将无法注入功率，因此该方法不适用于功率输出侧的端口，只能应用于功率输入侧端口。此外，将该方法应用于DAB及TAB变换器时，系统须降功率运行，且面对功率需要维持恒定的重要端口时，系统则需要停机检修。因此，该容错策略有明显缺陷。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种TAB变换器开关管开路故障容错控制方法与系统，本发明所述的方法无需闭锁功率开关器件，同时适用于功率输入侧端口和功率输出侧端口，能够保证各个端口电感电流峰值不超过系统能承受的最大电流值。面对特定重要端口时，实施该容错策略，可确保重要端口输出功率恒定，无需降功率运行。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

第一个方面，本发明提供了一种TAB变换器开关管开路故障容错控制方法。

一种TAB变换器开关管开路故障容错控制方法，包括：

确定TAB变换器第二端口的电流参考值、第三端口的电流参考值以及TAB变换器运行所允许的最大电流值；

获取当前控制周期第二端口的输出电流平均值、第三端口的输出电流平均值以及第一端口的电流峰值；

计算误差值，输入至电流控制器，输出第一端口与第二端口之间的移相占空比；判断TAB变换器是否出现开关管开路故障，若是，通过过流控制器对第二端口进行限制电流峰值控制，并计算第一端口与第二端口之间的移相占空比；否则，对第二端口进行输出定电流控制；第三端口始终进行输出定电流控制，若TAB变换器发生开路故障，计算第一端口与第三端口之间的移相占空比；

将第一端口与第二端口之间的移相占空比以及第一端口与第三端口之间的移相占空比输入至移相调制器，进行移相调制，得到各开关管控制信号，控制TAB变换器实现故障后容错控制。

进一步地，判断TAB变换器是否出现开关管开路故障包括：TAB变换器第一端口正常工作时的最大电流值与第一端口的电流峰值进行比较，判断TAB变换器的第一端口对应的电路是否出现开关管开路故障。