[发明专利]一种三有源桥变换器的功率流解耦方法及系统

说明书

本公开提供了一种三有源桥变换器的功率流解耦方法及系统，涉及电气控制技术领域，包括采集双输出变换器输出端口的输出电压，分别设定输出端口的端口电压参考值；将输出端口的输出电压采样值与端口电压参考值作比较，并将结果传输至PI控制器，将PI控制器输出的结果作为输出端口的功率参考值；构建所需优化的非线性多变量目标函数，将所述功率参考值输入至非线性多变量目标函数中，根据边界条件和约束条件，获取非线性多变量目标函数的数值最优解；将最优解进行移相占空比计算并进行调制得到周期内各个开关管的控制信号；本公开在不影响功率传输的条件下，实现TAB变换器的功率流解耦及效率的优化。

技术领域

本公开涉及电气控制技术领域，具体涉及一种三有源桥变换器的功率流解耦方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

直流微网及混合储能用三端口变换器(TAB)具备能量双向流动、高功率密度、电气隔离等优点，能够连接多个分布式能源、储能装置及不同电压等级的负载，可用于分布式发电与交直流配电网等，同时也是实现混合储能接入电网及微电网之间互联的重要装备。

TAB变换器拥有三个全桥即三个能量传输端口，每两个端口之间都可以进行双向传输。在对TAB进行单移相控制时，根据移相角的正负及大小关系，各端口间的功率传输方向共有6种情况，如图1所示，可以看出，功率会在TAB变换器中具有相角差的任意两个端口之间传输。因此，当变换器工作在单输入双输出或双输入单输出模式时(以单输入双输出为例)，变换器中有一部分功率并不是直接从端口1(源端)流向端口3(负荷端)，而是经过端口2(负荷端)的全桥结构后最终再传输到端口3。无疑这样增加了一部分功率的能量传输路径，经过更多的开关管，增加了变压器铜损及开关管损耗，导致系统运行效率下降。

现有的TAB变换器在单重移相控制的基础上，在两个输出端口的全桥中加入内移相角，通过控制两个端口的方波电压的中线重合，实现了在保证正常的传输功率的同时最小化系统损耗，虽消除了两个输出端口间的有功功率耦合，但只针对有功功率进行了优化，未对无功功率进行讨论，对系统效率提升有限。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种三有源桥变换器的功率流解耦方法及系统，采用多重移相控制策略及非线性优化方法，增加控制的自由度，实现在保证正常的传输功率的同时最小化系统损耗，多方面提升TAB变换器的运行效率。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种三有源桥变换器的功率流解耦方法，包括：

步骤1：采集双输出变换器输出端口的输出电压，分别设定输出端口的端口电压参考值；

步骤2：将输出端口的输出电压采样值与端口电压参考值作比较，并将结果传输至PI控制器，将PI控制器输出的结果作为输出端口的功率参考值；

步骤3：构建所需优化的非线性多变量目标函数，将所述功率参考值输入至非线性多变量目标函数中，根据边界条件和约束条件，获取非线性多变量目标函数的数值最优解；

步骤4：将最优解进行移相占空比计算并进行调制得到周期内各个开关管的控制信号；

步骤5：重复步骤1～步骤4来获取后续周期的开关控制信号。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种三有源桥变换器的功率流解耦系统，包括：

电压采集模块，用于采集双输出变换器输出端口的输出电压，分别设定输出端口的端口电压参考值；

功率传输模块，用于将输出端口的输出电压采样值与端口电压参考值作比较，并将结果传输至PI控制器，将PI控制器输出的结果作为输出端口的功率参考值；