[发明专利]一种分布式电源高压直流接入系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种分布式电源高压直流接入系统及其控制方法，所述分布式电源高压直流接入系统由N个三端口功率变换子模块构成，N为大于1的自然数，每个三端口功率变换子模块包括一个输入端口、一个输出端口和一个双向端口，各三端口功率变换子模块的输入端口分别连接独立的直流电源、双向端口均相互并联、输出端口则分别依次串联连接，N个三端口功率变换子模块中的输入端口均各自独立控制以调节每个直流电源的输入功率，每个三端口功率变换子模块双向端口的电压始终正比于其输出端口的电压，以此自动实现各三端口功率变换模块双向端口电压的稳定和输出端口电压的均压控制，控制方法简单、可靠、易于扩展，特别适合中高压直流并网等应用场合。

主权项

1.一种分布式电源高压直流接入系统控制方法，其特征在于：所述分布式电源高压直流接入系统由N个三端口功率变换子模块、N个独立的低压直流输入源(Vin_1、Vin_2……Vin_N)和一个高压直流源(VG)构成，N为大于1的自然数；所述三端口功率变换子模块包含一个输入端口、一个输出端口和一个双向端口，其中输出端口与输入端口是电气隔离的；每个三端口功率变换子模块的输入端口相互独立并分别连接一个独立的低压直流输入源，每个三端口功率变换子模块的双向端口彼此并联连接，各个三端口功率变换子模块的输出端口依次串联连接、且串联连接后的总输出与高压直流源(VG)并联连接，其中三端口功率变换子模块的实现方式采用以下三种方式中的任意一种：方式一：采用一个集成的三端口直流变换器同时提供输入端口、输出端口和双向端口；方式二：采用非隔离变换器与隔离变换器组合提供输入端口、输出端口和双向端口，其中非隔离变换器的输入作为三端口功率变换子模块的输入端口，非隔离变换器的输出连接至隔离变换器的输入，并将非隔离变换器的输出与隔离变换器的输入共同作为三端口功率变换子模块的双向端口，隔离变换器的输出作为三端口功率变换子模块的输出端口；方式三：采用两个隔离变换器组合提供输入端口、输出端口和双向端口，其中一个隔离变换器的输入作为三端口功率变换子模块的输入端口，同时该隔离变换器的输出连接至另外一个隔离变换器的输入、并作为三端口功率变换子模块的双向端口，另外一个隔离变换器的输出作为三端口功率变换子模块的输出端口；各个三端口功率变换子模块的控制是相互独立的，每个三端口功率变换子模块的具体控制方法如下：(1)输入端口电压、电流和功率的控制完全独立于输出端口和双向端口电压、电流和功率的控制，即输入端口仅根据各自所连接的低压直流输入源的特性决定其输入端口电压、电流和功率的大小；(2)三端口功率变换子模块实时采样其输出端口的电压Vo_i(i＝1，2，...，N)，采样得到的输出端口的电压首先乘以固定的、大于零的比例系数k，然后将得到的结果叠加到双向端口预先设定的电压基准Vref中，由此得到该三端口功率变换子模块双向端口新的电压基准Vref_new，即Vref_new＝Vref+Vo_i*k，三端口功率变换子模块实时采样其双向端口的电压Vb_i(i＝1，2，...，N)，并将采样得到的双向端口的电压Vb_i与新的电压基准Vref_new比较得到误差信号，该误差信号经过误差调节器后形成三端口功率变换子模块双向端口的控制信号，该控制信号作用于三端口功率变换子模块并用于其双向端口电压、电流或功率的调节，最终使得双向端口的电压与新的电压基准Vref_new相等；所述各三端口功率变换子模块双向端口所预先设定的电压基准Vref相等，所述各三端口功率变换子模块中与输出端口采样电压相乘的比例系数k相等。