[发明专利]一种三端口变换器的虚拟电感和虚拟电容功率分配方法

摘要

一种三端口变换器的虚拟电感和虚拟电容功率分配方法，涉及一种三端口变换器接入直流微电网后的功率分配技术，为了实现混合储能系统通过三端口变换器接入直流微电网后的功率合理分配。本发明是在储能单元中，直流母线电压稳定的同时，利用三端口变换器低压侧实时电流反馈值形成虚拟电感和虚拟电容；虚拟电感与下垂控制结合后，通过恒压控制作为移相控制的一个输入端；虚拟电容与下垂控制结合后，通过恒压控制后，再次与超级电容电压恢复控制相结合作为移相控制的另一个输入端；移相控制的输出端分别作用于三端口变换器中的开关管Q1至开关管Q12，达到混合储能功率的合理分配。有益效果为实现了功率的合理分配。本发明适用于直流混合储能系统。

主权项

1.一种三端口变换器的虚拟电感和虚拟电容功率分配方法，其特征在于，该方法是在储能单元中，直流母线电压稳定的同时，利用三端口变换器低压侧实时电流反馈值形成虚拟电感和虚拟电容；

所述虚拟电感与下垂控制结合后，通过恒压控制作为移相控制的一个输入端；

所述虚拟电容与下垂控制结合后，通过恒压控制后，再次与超级电容电压恢复控制相结合作为移相控制的另一个输入端；

移相控制的输出端分别作用于三端口变换器中的开关管Q1至开关管Q12，达到混合储能功率的合理分配。

2.根据权利要求1所述的一种三端口变换器的虚拟电感和虚拟电容功率分配方法，其特征在于，虚拟电感与下垂控制相结合的实现方法如公式[1]所示；

在公式[1]中，以蓄电池输出电流i_bat为输入量，将该输入量送入传函后，乘以虚拟电感系数L_v后作为负反馈信号送入蓄电池侧的电压外环给定部分，同时引入直流下垂控制，其中，i_o为三端口变换器母线侧输出电流，r为下垂系数，v_ref为恒压控制初始给定值，v^*_ob为加入下垂控制、虚拟电感控制后产生的蓄电池部分的母线电压给定值。

3.根据权利要求2所述的一种三端口变换器的虚拟电感和虚拟电容功率分配方法，其特征在于，虚拟电容与下垂控制相结合的实现方法如公式[2]所示；

在公式[2]中，以超级电容输出电流i_uc为输入量，将该输入量送入传函后，乘以虚拟电容系数C_v后作为负反馈信号送入超级电容侧的电压外环给定部分；同时引入直流下垂控制，其中，v^*_oc为加入下垂控制、虚拟电容控制后产生的超级电容部分的母线电压给定值。

4.根据权利要求3所述的一种三端口变换器的虚拟电感和虚拟电容功率分配方法，其特征在于，虚拟电感与下垂控制结合后的恒压控制是通过以下方法实现的：

将v^*_ob与v_bus比较后送入一个PI控制器并经过限幅器进行合理限幅后，输出其中为蓄电池部分产生的调节量角；

虚拟电容与下垂控制结合后的恒压控制是通过以下方法实现的：

将v^*_oc与v_bus比较后送入另一个PI控制器并经过限幅器进行合理限幅后，输出超级电容部分产生的调节量；

所述v_bus为母线电压采样值。

5.根据权利要求4所述的一种三端口变换器的虚拟电感和虚拟电容功率分配方法，其特征在于，超级电容电压恢复控制是通过以下方法实现的：

将超级电容的给定值v^*_uc与端电压采样值v_uc比较后送入一个低带宽PI控制器和对应的限幅器后，输出超级电容电压恢复控制部分的输出量；其中，v^*_uc为超级电容端电压稳定在其电量居中时的设定值。

6.根据权利要求5所述的一种三端口变换器的虚拟电感和虚拟电容功率分配方法，其特征在于，移相控制是指使得输出信号与两个输入信号的相位保持确定关系的自动调节方法；其中，两个输入信号分别为和所述为输出超级电容部分产生的调节量与超级电容电压恢复控制部分的输出量的差；输出信号分别作用于三端口变换器中的开关管Q1至开关管Q12，达到混合储能功率的合理分配。