一种构网型柔性互联装置及其控制方法与流程

    专利查询2022-07-07  111



    1.本发明涉及功率变换器技术领域,具体涉及一种构网型柔性互联装置及其控制方法。


    背景技术:

    2.随着分布式新能源渗透率的不断提升,其固有的出力不确定性、接入方式与发电上网模式的多样性对配电网的影响日益凸显,使配网的运行调度面临新的挑战。配网面临着源荷波动功率的安全稳定消纳、三相不平衡的抑制、市场机制下多主体的协调等严峻的挑战。与此同时,以变流器为代表的电力电子装置在配网中的大规模应用,能显著提升配网的潮流柔性调控能力。通过在配网的关键节点处以柔性电力电子变流装置取代传统联络开关,充分发挥其功率双向灵活调控的优势,使配网由传统刚性配网向柔性配网转变,能够为分布式新能源高比例接入所带来的问题提供新的解决途径。
    3.现有柔性互联装置多采用工频变压器加背靠背变流器的方案,其通过直接控制端口电流实现配电网的柔性互联,在进行馈线环网连接时,由于两侧馈线的电压幅值、相位不等,容易产生合闸冲击电流,影响器件寿命,难以实现柔性合环。当某一馈线的负荷突增时,若相连馈线备用容量不足,系统容易出现频率和电压波动,使得供电质量下降。同时在配电网发生短路故障等非正常工况下,现有的柔性互联装置进入故障保护或故障穿越控制模式,即封锁电流输出、被动等待配电网电压恢复正常,不具有电压支撑能力,对故障清除后的配电网电压恢复无法起到正面作用。


    技术实现要素:

    4.本发明提供了一种构网型柔性互联装置及其控制方法,以解决现有技术中扩展性低、可靠性低、波形质量低、合闸冲击电流大的问题。
    5.本发明提供了一种构网型柔性互联装置,包括:三个相单元,每个所述相单元均包括三个桥臂;三个所述相单元的输入侧输入同一个三相电源,每个所述相单元的第一桥臂的正极端均通过桥臂中的桥臂电感与所述三相电源中的第一项电源相连,每个所述相单元的第二桥臂的正极端均通过桥臂中的桥臂电感与所述三相电源中的第二项电源相连,每个所述相单元的第三桥臂的正极端均通过桥臂中的桥臂电感与所述三相电源中的第三项电源相连;第一相单元的三个桥臂的负极端相连作为第一相单元的出线端,第一相单元的出线端与电网第一相之间串联电抗器、第一机械开关;第二相单元的三个桥臂的负极端相连作为相单元的出线端,第二相单元的出线端与电网第二相之间串联电抗器、第二机械开关;第三相单元的三个桥臂的负极端相连作为相单元的出线端,第三相单元的出线端与电网第三相之间串联电抗器、第三机械开关。
    6.进一步地,所述相单元的三个桥臂均包括:串联的数个储能子模块;所述储能子模块包括:全桥电路和并联在所述全桥电路中电容两端的电池储能单元。
    7.进一步地,所述全桥电路包括:全控型开关管s1、全控型开关管s2、全控型开关管
    s3、全控型开关管s4和直流电容c1;所述电池储能单元包括电池组 ue、储能电感lm、全控型开关管s5、全控型开关管s6;所述全控型开关管s1、全控型开关管s3串联;所述全控型开关管s2、全控型开关管s3串联;所述全控型开关管s5、全控型开关管s6串联;串联后的所述全控型开关管s1、全控型开关管s3,串联后的所述全控型开关管s2、全控型开关管s4,串联后的所述全控型开关管s5、全控型开关管s6,直流电容c1之间并联;所述电池组ue、储能电感lm串联后并接在所述全控型开关管s6两端。
    8.本发明还提供了一种构网型柔性互联装置的控制方法,包括:
    9.相单元的输入侧电压控制方法;三个相单元的输出侧柔性合环控制方法;桥臂单元的电容电压控制方法;相单元的输出侧并/离网无缝切换控制方法;储能子模块的控制方法;
    10.当合环之前,先同时执行相单元的输入侧电压控制方法;三个相单元的输出侧柔性合环控制方法;桥臂单元的电容电压控制方法;再执行相单元的输出侧并/离网无缝切换控制方法;储能子模块的控制方法;
    11.当合环之后,执行相单元的输入侧电压控制方法;桥臂单元的电容电压控制方法;相单元的输出侧并/离网无缝切换控制方法;储能子模块的控制方法;
    12.具体的,所述相单元的输入侧电压控制方法包括如下步骤:
    13.步骤s1.1:采集y相单元中各桥臂的电容电压值u
    cxyi

    14.步骤s1.2:计算y相单元中所有桥臂的电容电压和,通过低通滤波得到电容电压和的直流分量,作为闭环控制器的反馈信号
    15.步骤s1.3:根据y相单元中所有桥臂的电容电压和的给定值3nu
    dc
    与反馈信号的差值,求取输入y相的有功电流参考值i
    dyi*

    16.步骤s1.4:根据有功电流参考值i
    dyi*
    计算y相单元各桥臂的输入侧电流参考值i
    ayi*
    、i
    byi*
    、i
    cyi*

    17.所述三个相单元的输出侧柔性合环控制方法包括如下步骤:
    18.步骤s2.1:在并网合环前,通过电压预同步控制过程获取闭环控制时,闭环控制器产生的输出侧有功电流参考值i
    do*
    、输出侧无功电流参考值i
    qo*

    19.步骤s2.2:根据输出侧有功电流参考值i
    do*
    、输出侧无功电流参考值i
    qo*
    ;计算各相单元桥臂输出电流参考值i
    uo*
    、i
    vo*
    、i
    wo*

    20.所述桥臂单元的电容电压控制方法包括如下步骤:
    21.步骤s3.1:计算y相单元各桥臂的电容电压和的直流分量的平均值
    [0022][0023]
    其中和分别表示ay、by、cy桥臂的电容电压和的直流分量;
    [0024]
    步骤s3.2:利用比例-积分控制器对各桥臂的电容电压和的直流分量与y相单元各桥臂电容电压和的直流分量的平均值的差值进行闭环控制;
    [0025][0026]
    式中,δp
    ays
    、δp
    bys
    、δp
    cys
    分别表示ay、by、cy桥臂需要吸收或发出的功率参考值;
    [0027]
    步骤s3.3:调整各桥臂间有功功率的分配,使各桥臂电容电压平均值相同;
    [0028]
    步骤s3.4:计算y相单元各桥臂的电压参考值u
    ay*
    、u
    by*
    、u
    cy*

    [0029]
    步骤s3.5:根据各桥臂的电压参考值,采用最近电平逼近调制分别控制每相桥臂中储能子模块的投入或切除;
    [0030]
    步骤s3.6:当u
    gd
    =u
    gd1
    ,u
    gq
    =u
    gq1
    时,控制各相输出侧连接的机械开关闭合,完成馈线合环;
    [0031]
    所述相单元的输出侧并/离网无缝切换控制方法包括如下步骤;
    [0032]
    步骤s4.1:当并网合环后,在输出侧通过功率自动调节控制对配网频率和电压进行支撑;
    [0033]
    步骤s4.2:重复步骤s2.1以及桥臂单元的电容电压控制方法;
    [0034]
    储能子模块的控制方法包括如下步骤:
    [0035]
    步骤s5.1:计算各电池储能单元输出功率的参考值p
    e*
    ,具体公式如下:
    [0036][0037]
    式中pi表示三个相单元输入侧总功率;
    [0038]
    步骤s5.2:计算各电池储能单元的电流参考值i
    e*
    ,具体公式如下:
    [0039][0040]
    式中ue表示蓄电池组两端电压;
    [0041]
    步骤s5.3:根据各电池储能单元中的电感上的电流以及参考值p
    e*
    ,对电池储能单元进行独立控制
    [0042]
    步骤s5.4:采用最近电平逼近调制算法分别控制每相桥臂中各储能子模块的投入或切除。
    [0043]
    进一步地,所述步骤2.1的具体过程如下:
    [0044]
    步骤s2.1.1:采集拟并网合环馈线处的三相电压u
    u1
    、u
    v1
    和u
    w1

    [0045]
    步骤s2.1.2:计算s2.1.1中电压在两相同步旋转坐标系下的分量,作为输出侧并网点的电压给定值u
    gd1
    、u
    gq1
    ,具体公式如下:
    [0046][0047]
    式中,θo为馈线电压锁相环的输出角度;
    [0048]
    步骤s2.1.3:采集机械开关输出端并网点三相电压uu、uv和uw;
    [0049]
    步骤s2.1.4:计算s2.1.3中电压在两相同步旋转坐标系下的分量,作为电压闭环控制的反馈值u
    gd
    、u
    gq
    ,具体公式如下:
    [0050][0051]
    步骤s2.1.5:利用比例-积分控制器对并网点电压进行闭环控制,闭环控制器产生的输出信号为有功电流参考值i
    do*
    、无功电流参考值i
    qo*

    [0052]
    进一步地,所述步骤s3.3中有功功率的分配方式如下:
    [0053][0054][0055][0056]
    式中,i
    ciryay*
    、i
    ciryby*
    、i
    cirycy*
    分别表示ay、by、cy桥臂的环流参考值,θy表示 y相输出侧电压的相位,u
    gd
    表示输出侧电压的d轴分量。
    [0057]
    进一步地,所述步骤s3.4的具体过程如下:
    [0058]
    步骤s3.4.1:采集各桥臂中的电感电流,作为闭环控制的反馈值i
    xy

    [0059]
    步骤s3.4.2:计算y相单元各桥臂电流的参考值i
    xy*
    ,具体公式如下:
    [0060][0061]
    步骤s3.4.3:将i
    xy*
    与i
    xy
    的差值作为比例-谐振控制器的输入信号,在闭环控制器的输出后加入电压前馈项,y相单元各桥臂电压的参考值为:
    [0062][0063]
    进一步地,所述步骤s4.1的具体过程如下:
    [0064]
    步骤s4.1.1:采集机械开关输出端并网点三相电压uu、uv和uw及三相电流iu、iv和iw,将三相电压、电流通过如下公式转换到两相同步旋转坐标系上:
    [0065][0066]
    式中,θ
    *
    为功率外环控制的输出角度;
    [0067]
    步骤s4.1.2:根据并网点电压和电流计算有功功率pg和无功功率qg,作为闭环控制的反馈值;
    [0068]
    步骤s4.1.3:计算输出侧电压矢量幅值参考值v
    *
    和相位参考值θ
    *
    ,具体公式如下:
    [0069][0070][0071]
    式中,p
    *
    和q
    *
    分别表示有功功率给定值和无功功率给定值,m
    p
    和nq分别为有功-频率及无功-电压控制修正系数,a和b均为滤波系数,θ
    *
    为内环控制所使用的坐标变换角;
    [0072]
    步骤s4.1.4:输出侧并网点电压在两相旋转坐标系下的参考值u
    gd*
    和u
    gq*

    [0073]ugd*
    =v
    *
    ,u
    gq*
    =0
    [0074]
    进一步地,所述步骤s5.3的具体过程如下:
    [0075]
    步骤s5.3.1:采集各电池储能单元电感上的电流,作为闭环控制器的反馈信号i
    ei

    [0076]
    步骤s5.3.2:当p
    e*
    《0时,将i
    e*
    和i
    ei
    的差值作为闭环控制器的输入信号,其中闭环控制器为比例-积分控制器,产生双向dc/dc变换器开关管s5的控制信号;
    [0077]
    步骤s5.3.3:当p
    e*
    》0时,将i
    ei
    和i
    e*
    的差值作为闭环控制器的输入信号,其中闭环控制器为比例-积分控制器,产生双向dc/dc变换器开关管s6的控制信号。
    [0078]
    进一步地,所述步骤s5.4的具体过程如下:
    [0079]
    步骤s5.4.1:根据桥臂电压参考值确定各桥臂需要投入的储能子模块个数 n
    xy
    ,具体公式如下:
    [0080][0081]
    步骤s5.4.2:根据安时积分法估算电池组的荷电状态soci(t),具体公式如下:
    [0082][0083]
    式中soci(0)表示蓄电池的初始荷电状态,qn表示电池组的额定容量;
    [0084]
    步骤s5.4.3:计算各储能子模块的加权能量状态p
    xyi
    ,具体公式如下
    [0085]
    p
    xyi
    =ku
    cxyi2
    (1-k)soci(t),0<k<1
    [0086]
    式中,k表示电容电压的加权系数,u
    cxyi
    表示xy桥臂第i个储能子模块的电容电压;
    [0087]
    步骤s5.4.4:对p
    xyi
    进行排序,采用最近电平逼近调制分别控制每相桥臂中各储能子模块的投入或切除。
    [0088]
    本发明的有益效果:
    [0089]
    1.采用模块化设计,易于集成生产和冗余扩展,具有较高的可靠性;
    [0090]
    2.输出电平数量多,电压和电流波形质量高;
    [0091]
    3.实现馈线间的柔性合环,减小合闸冲击电流;
    [0092]
    4.补偿电力负荷波动,并网模式与离网模式无缝切换,提供电压和频率支撑。
    附图说明
    [0093]
    通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点,附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制,在附图中:
    [0094]
    图1为本发明具体实施例的构网型柔性互联装置的拓扑结构图;
    [0095]
    图2为本发明具体实施方式中第一相单元构网型控制框图;
    [0096]
    图3为本发明具体实施方式中坐标变换图;
    [0097]
    图4为本发明具体实施方式中功率控制滤波环节幅频曲线;
    [0098]
    图5为本发明具体实施方式中储能电池电流控制框图。
    具体实施方式
    [0099]
    为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
    [0100]
    本具体实施方式公开了一种构网型柔性互联装置及其控制方法,如图1所示,包括三个相单元u、v、w,每个相单元均包括三个并联桥臂;每个相单元的第一桥臂正极端均通过桥臂电感与输入第一相电源a相连,每个相单元的第二桥臂正极端均通过桥臂电感与输入第二相电源b相连,每个相单元的第三桥臂正极端均通过桥臂电感与输入第三相电源c相连;每个相单元内的三个桥臂的负极端相连作为该相单元的出线端并串联电抗器lo,分别通过机械开关su、 sv、sw与三相电网的u、v、w相相连;三个相单元的每个桥臂均由n个相同的储能子模块串联构成,以两侧馈线电压均为10kv为例,此处n取20;每个储能子模块均包含全桥电路和并联在电容两端的电池储能系统,其中全桥电路由四个开关管(s1、s2、s3、s4)和一个直流电容(c1)组成,此处子模块电容电压额定值u
    dc
    为1kv;电池储能系统由电池模块、储能电感(lm)和两个开关管(s5、s6) 组成。针对上述拓扑,所述构网型控制策略根据输入、输出侧的控制和桥臂电容电压控制,确定桥臂电压的参考值;根据输入、输出侧的功率差值确定储能电池的功率参考值,并对其进行独立控制;根据全桥子模块电容电压值和电池的荷电状态,采用最近电平逼近调制分别控制每相桥臂中各子模块的投入或切除。
    [0101]
    三个相单元在结构上具有相似性,其输入侧控制相同,各相单元的输入侧控制目标是使得相单元内子模块电容电压平均值稳定在给定值。以u相为例,结合图2(a)对输入侧电压控制方法进行具体说明:
    [0102]
    采集u相各桥臂子模块电容电压u
    cxui
    ,x(x=a,b,c)表示该桥臂与输入x相相连。计算u相所有子模块电容电压和,并通过截止频率为1khz的低通滤波器得到其直流分量,作为闭环控制器的反馈信号∑u
    cu

    [0103]
    ∑u
    cu
    =∑u
    cau
    σu
    cbu
    σu
    ccu
    ꢀꢀꢀ
    (1)
    [0104]
    式中,σu
    cau
    ,σu
    cbu
    和∑u
    ccu
    分别表示au、bu、cu桥臂电容电压和的直流分量。
    [0105]
    将u相所有子模块电容电压和的给定值3nu
    dc
    与∑u
    cu
    的差值作为闭环控制器的输入信号,其中闭环控制器为比例-积分控制器,产生的信号为输入u相的有功电流参考值i
    dui*
    。根据式(2)计算u相各桥臂输入电流在三相静止坐标系下的参考值i
    aui*
    、i
    bui*
    、i
    cui*

    [0106]
    [0107]
    式中,i表示输入侧母线电压相角,可通过图3中的锁相环得到,i
    qui*
    表示输入u相的无功电流参考值,通常情况下令i
    qui*
    =0,也可根据控制目标设为其它值。
    [0108]
    输出侧通过构网型控制策略实现同步功能及并/离网无缝切换,基于电压预同步控制实现馈线的柔性合环,减小合闸冲击电流;基于功率自动调节控制提供对频率的支撑,提高配电网故障后的电压恢复能力。以下,结合图2(b)对构网型控制方法进行具体说明:
    [0109]
    在并网合环前,采集拟并网合环馈线处的三相电压u
    u1
    、u
    v1
    和u
    w1
    ,根据式(3) 计算电压在两相同步旋转坐标系下的分量,作为输出侧并网点的电压给定值 u
    gd1
    、u
    gq1

    [0110][0111]
    式中,θo为馈线电压锁相环的输出角度。
    [0112]
    采集输出端并网点三相电压uu、uv和uw,根据式(4)计算其在两相同步坐标系下的分量,作为电压闭环控制的反馈值u
    gd
    、u
    gq

    [0113][0114]
    如图2(b)所示,利用比例-积分控制器对并网点电压进行闭环控制,该闭环控制器产生的输出信号为输出侧有功电流参考值i
    do*
    、无功电流参考值i
    qo*
    。各相单元内的三个桥臂结构上具有对称性,令各相输出电流在相内的三个桥臂间均分,根据式(5)计算各相单元桥臂输出电流参考值i
    uo*
    、i
    vo*
    、i
    wo*

    [0115][0116]
    为保证系统的安全稳定运行,各桥臂单元的子模块电容电压需维持在给定值附近,本发明中通过电容电压闭环控制实现桥臂平均电容电压平衡。以u相各桥臂为例,结合图2(c)对电容电压平衡控制进行具体说明:
    [0117]
    计算u相各桥臂子模块电容电压和直流分量的平均值,作为相内各桥臂电容电压控制的反馈值
    [0118][0119]
    其中,au、bu、cu桥臂电容电压和的直流分量σu
    cau
    、σu
    cbu
    、∑u
    ccu
    已在前述输入侧控制中获得。利用比例-积分控制器对各桥臂电容电压和的直流分量与平均值的差值进行闭环控制:
    [0120][0121]
    闭环控制器的输出δp
    aus
    、δp
    bus
    和δp
    cus
    分别表示au、bu、cu桥臂需要吸收或发出的功率参考值。根据式(8)构造环流来调整各桥臂间有功功率的分配,使各桥臂电容电压平均值相同:
    [0122][0123][0124][0125]
    式中,i
    ciruau*
    、i
    cirubu*
    、i
    cirucu*
    分别表示au、bu、cu桥臂的环流参考值,ot 表示u相输出侧电压的相位。
    [0126]
    由图1可知,各桥臂电流由输入电流、输出电流、环流三部分组成,因此u相各桥臂电流的参考值i
    xu*
    为:
    [0127][0128]
    采集u相各桥臂电感电流,作为闭环控制的反馈值i
    xu
    。将i
    xu*
    与i
    xu
    的差值作为比例-谐振控制器的输入信号,在该闭环控制器的输出后加入电压前馈项,根据图2(d),u相各桥臂电压的参考值为:
    [0129][0130]
    式中,g
    di
    (s)表示比例谐振控制器的传递函数,具体如式(11)所示:
    [0131][0132]
    式中k
    p
    和k
    pm
    分别表示控制器的比例和谐振系数,ωi、ωo分别表示输入、输出侧的角频率,此处ωi=o=314rad/s。
    [0133]
    在合环前,子模块中的电池系统处于封锁状态,在获得各桥臂电压的参考值后,根据常规的最近电平逼近调制控制各桥臂子模块的投入和切除。当输出侧电压u
    gd
    =u
    gd1
    、u
    gq
    =u
    gq1
    时,输出侧电压与待连接馈线电压幅值相位一致,控制机械开关su、sv、sw闭合,实现馈线间的柔性合环。
    [0134]
    合环后,在输出侧电压环前增加一级功率自动调节控制环,如图2(b)所示。采集输出端并网点三相电流iu、iv和iw,根据式(12)计算电流在两相同步旋转坐标系下的分量i
    gd
    、igq

    [0135][0136]
    式中,θ
    *
    为功率外环控制的输出角度。
    [0137]
    根据并网点电压和电流计算有功功率pg和无功功率qg,作为闭环控制的反馈值,计算公式为:
    [0138][0139][0140]
    根据式(14)对功率进行自动调节,输出电压矢量幅值参考值v
    *
    和相位参考值θ
    *
    ,该相位即为同步信号:
    [0141][0142][0143]
    式中,p
    *
    和q
    *
    分别表示输出侧有功功率给定值和无功功率给定值;m
    p
    和nq分别为有功-频率及无功-电压控制修正系数,此处m
    p
    =50,nq=28;a和b均为滤波系数,此处a=2.533e-8,b=9.947e-5,滤波环节的截止频率为1000hz,通过式 (14)中的低通滤波环节可以减少电压电流高次谐波对频率控制的影响,其幅频特性曲线如图4所示。θ
    *
    将作为内环控制所使用的坐标变换角,初始时θ
    *
    =θo。
    [0144]
    当输出侧所连馈线区内电源发生故障时,输出侧由并网模式转换为离网模式,将式(14)改写成式(15)的形式实现并离网的无缝切换,通过柔性互联装置建立电压,提高故障排除后的电压恢复能力:
    [0145][0146][0147]
    式中,u
    *
    表示电压矢量幅值给定值,ω
    o*
    表示输出角频率给定值,此处 u
    *
    =8.165kv(相电压幅值),ω
    o*
    =314rad/s。
    [0148]
    进一步,输出侧并网点电压在两相旋转坐标系下的参考值u
    gd
    *和u
    gq
    *:
    [0149]ugd*
    =v
    *
    ,u
    gq*
    =0
    ꢀꢀꢀ
    (16)
    [0150]
    令前述输出侧电压给定值u
    gd1
    =u
    gd*
    ,u
    gq1
    =u
    gq*
    ,坐标变换角度θo=θ
    *
    ,即可实现合环后的功率控制。
    [0151]
    合环完成后,电池储能系统投入运行,其负责补偿输入与输出侧功率之间的差值,有充电与放电两种工作模式。本发明中的电池储能系统采用恒功率充放电策略,使得系统的功率维持平衡,以保证电压和频率的稳定。所述储能子模块的电池电流控制方法如图5所
    示,具体实施方式为:
    [0152]
    根据式(17)计算各电池储能系统输出功率的参考值p
    e*

    [0153][0154]
    式中pi表示三个相单元输入侧总功率,可根据式(18)计算:
    [0155]
    pi=uaia ubib ucicꢀꢀꢀ
    (18)
    [0156]
    定义蓄电池组两端电压为ue,此处ue=800v,取根据下式计算各电池储能系统的电流参考值i
    e*

    [0157][0158]
    蓄电池组的能量管理通过控制双向dc/dc变换器实现,对电池储能系统中的开关管s5、s6采用独立pwm控制,使其按需进行充放电以维持系统能量平衡。根据p
    e*
    正负的不同,蓄电池组的工作模式也有所不同。采集各电池储能系统电感lm上的电流,作为闭环控制器的反馈信号i
    ei

    [0159]
    当p
    e*
    《0时,蓄电池组吸收能量,双向dc/dc变换器工作在buck模式, i
    charge_ref
    =i
    e*
    。如图5(a)所示,将i
    charge_ref
    和i
    ei
    的差值作为闭环控制器的输入信号,其中闭环控制器为比例-积分控制器,输出的信号为双向dc/dc变换器开关管 s5的控制信号,开关管s6一直关断。图5(a)中ue/u
    dc
    表示稳态占空比。
    [0160]
    当p
    e*
    》0时,蓄电池组释放能量,双向dc/dc变换器工作在boost模式, i
    discharge_ref
    =i
    e*
    。如图5(b)所示,将i
    ei
    和i
    discharge_ref
    的差值作为闭环控制器的输入信号,其中闭环控制器为比例-积分控制器,输出的信号为双向dc/dc变换器开关管s6的控制信号,开关管s5一直关断。
    [0161]
    各个桥臂需投入一定数量的子模块使得输出电压的低频分量为期望电压,采用最近电平逼近调制算法分别控制每相桥臂中各子模块的投入或切除。以au 桥臂为例,首先根据桥臂电压参考值确定需要投入的子模块个数n
    au

    [0162][0163]
    式中round表示取整函数。
    [0164]
    接着根据安时积分法估算蓄电池的荷电状态soci(t):
    [0165][0166]
    式中soci(0)表示蓄电池的初始荷电状态,qn表示电池组的额定容量。
    [0167]
    然后计算au桥臂各储能子模块的加权能量状态p
    aui

    [0168]
    p
    aui
    =ku
    caui2
    (1-k)soci(t),0<k<1
    ꢀꢀꢀ
    (22)
    [0169]
    式中,k表示电容电压的加权系数,u
    caui
    表示au桥臂第i个子模块的电容电压。
    [0170]
    最后对p
    aui
    进行排序,为使各子模块的能量状态保持一致,当子模块放电时,按p
    aui
    从大到小的顺序投入n
    au
    个子模块;当子模块充电时,按p
    aui
    从小到大的顺序投入n
    au
    个子模块。
    [0171]
    虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
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