[发明专利]一种基于三端口变换器的直流分布式供电系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于三端口变换器的直流分布式供电系统及其控制方法，属于电力电子变换及分布式供电系统领域。该系统包括由N个子直流输入电源组成的直流输入电源(10)和由N个子三端口变换器组成的功率变换单元(20)，N为大于1的自然数，每个子直流输入电源均串接一个子三端口变换器，每个子三端口变换器的输出端均连接至输出端电压母线，每个子三端口变换器的储能端均连接至储能端电压母线。本发明根据储能装置的充放电状态，当储能装置放电时采用储能端均流、当储能装置充电时采用按照各自输入电源功率大小分配输出端功率的混合式功率控制策略，实现系统的稳定、可靠运行。

主权项

一种基于三端口变换器的直流分布式供电系统的控制方法，该系统包括直流输入电源(10)、功率变换单元(20)、输出端电压母线和储能端电压母线，所述直流输入电源(10)包括N个子直流输入电源，所述功率变换单元(20)包括N个子三端口变换器，N为大于1的自然数，每个子直流输入电源均串接一个子三端口变换器，每个子三端口变换器的输出端均连接至输出端电压母线，每个子三端口变换器的储能端均连接至储能端电压母线；所述直流输入电源(10)为直流电压源或可再生能源电源；所述三端口变换器为隔离型三端口变换器或非隔离型三端口变换器；所述三端口变换器包括一个直流电压输入端、一个输出端和一个储能端，其中储能端是双向功率端口，输出端是单向功率端口或双向功率端口；所述的基于三端口变换器的直流分布式供电系统的控制方法如下，所有子三端口变换器的控制方法相同，其控制过程分为如下两种情况：A.当储能端电压母线处于放电状态时，各子三端口变换器采用储能端均流的控制策略，具体控制过程如下：以各子三端口变换器储能端电流的平均值或最大值作为储能端均流母线电压信号vib_bus，该信号作为各子三端口变换器储能端电流的给定信号，与各子三端口变换器储能端电流反馈信号ib经过储能端均流调节器调节后得到两者的误差信号vBCS，该误差信号与基准电压voref叠加后作为该子三端口变换器输出端电压的给定信号，与该子三端口变换器输出端电压反馈信号vo经过输出端电压调节器调节后得到两者的误差信号vc，该误差信号作为输出端电压的控制信号与载波信号交截得到驱动信号，从而实现该子三端口变换器的控制；B.当储能端电压母线处于充电状态时，各子三端口变换器采用按照各自输入电源功率大小分配输出端功率的控制策略，具体控制过程如下：将各子三端口变换器的输出端电流io除以各自的输入电源功率pin进行标幺化，得到各子三端口变换器的输出端电流标幺值i*o，以各子三端口变换器输出端电流标幺值的平均值或最大值作为输出端标幺均流母线电压信号v*io_bus，该信号作为各子三端口变换器输出端标幺电流的给定信号，与各子三端口变换器输出端标幺电流信号i*o经过输出端标幺电流均流调节器调节后得到两者的误差信号vOCS，该误差信号与基准电压voref叠加后作为该子三端口变换器输出端电压的给定信号，与该子三端口变换器输出端电压反馈信号vo经过输出端电压调节器调节后得到两者的误差信号vc，该误差信号作为输出端电压的控制信号与载波信号交截得到驱动信号，从而实现该子三端口变换器的控制。