基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略制造技术

本发明专利技术涉及一种基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略，用于对需进行直流变换的场合中的两级式直流变换器的控制，该需进行直流变换场合设置有高压侧及低压侧，所述两级式直流变换器设有高压端及低压端，该两级式直流变换器可实现高压侧与低压侧间的电能转换，所述基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略包含若干个步骤；所述基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略能使所述直流变换场合内的前级与后级转换器协调工作。本发明专利技术的基于效率优化的两级式直流变换器协调控制策略根据需直流变换场合中的高压侧及低压侧的电压状态使其内部的前级升降压模块与后级隔离式升降压模块协调运行，减少进行电能转换时所造成的电能消耗。

【技术实现步骤摘要】
基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略
本专利技术涉及电能转换控制领域，尤指一种基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略。
技术介绍
在需要进行直流变换的场合下，例如并离网一体式的光伏发电系统，电能需要在高压侧和低压侧之间双向转换，例如光伏发电系统中的直流母线和蓄电池之间的电能转换。一般地，高压侧与低压侧之间连接有双向DC/DC转换器。由于受环境或内部因素的影响，高压侧或低压侧电压在小部分时间可能出现大幅波动，若设置电压调整范围能满足电压大幅波动的双向DC/DC转换器，则会因电压调整范围较大的双向DC/DC转换器的转换效率较低，造成较大电能转换消耗。若设置电压调整范围仅能满足电压正常波动的双向DC/DC转换器，则在高压侧或低压侧出现电压大幅波动时，双向DC/DC转换器将因无法提供相应的输出电压而不能投入工作。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种能在高压侧出现电压波动时能正常提供电能转换同时能提高电能转换效率，减少转换损耗的一种基于效率优化的两级式直流变换器协调控制策略。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略，用于对需进行直流变换的场合中的两级式直流变换器的控制，该需进行直流变换的场合设置有高压侧及低压侧，该两级式直流变换器可实现高压侧与低压侧间的双向电能转换，所述高压侧上的电压为VH，所述高压侧电压VH的波动范围为[VH_min,VH_max]，所述低压侧上的电压为VL；所述两级式直流变换器包括前级升降压模块、后级隔离式升降压模块、计时器及中央处理单元；所述前级升降压模块的增益为G1；所述前级升降压模块的初始化增益为G10；所述后级隔离式升降压模块的增益为G2；所述后级隔离式升降压模块的额定增益为G2N；所述计时器的记录值为t；所述计时器的初始化值为t0；所述计时器的一个比较值为t1；所述计时器的变动值为△t；所述中央处理单元根据所述高压侧电压VH的波动范围的下限VH_min计算出高压侧电压常态峰值；所述基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略包括如下步骤：S10：令所述两级式直流变换器进行计时器记录值初始化，即将所述计时器的记录值t的值置为计时器的初始化值t0，然后进入步骤S21；S21：所述中央处理单元采样获得所述高压侧电压VH，然后进入步骤S22；S22：进行高压侧电位比较，即所述中央处理单元判断所述高压侧电压VH是否小于所述高压侧电压常态峰值，并产生是或否的判断结果；若所述高压侧电位比较的判断结果为是时，进入步骤S31；若所述高压侧电位比较的判断结果为否时，进入步骤S51；S31：进行延时空转，即所述前级升降压模块及所述后级隔离式升降压模块按既有投切状态及增益大小运行、所述中央处理单元不进行采样或比较判断工作；所述延时空转持续一定时间后进入状态S32；S32：进行计时器记录值t的判别，即所述中央处理单元判断所述计时器的记录值t是否大于计时器比较值t1，并产生是或否的判断结果；若所述计时器记录值判别的判断结果为是时，进入步骤S41；若所述计时器记录值判别的判断结果为否时，进入步骤S21；S41：进行前级常闭调整并延时，即判断所述前级升降压模块是否在进行电压调整，若判断结果为是，则令所述前级升降压模块停止电压调整；若判断结果为否，则令所述前级升降压模块保持停止电压调整状态；所述前级常闭调整完成后，所述后级隔离式升降压模块按既有增益大小持续工作一段时间，然后进入步骤S42；S42：进行高压侧电压采样，即所述中央处理单元采样获得所述高压侧电压VH，然后进入步骤S43；S43：进行高压侧电位比较，即所述中央处理单元判断所述高压侧电压VH是否小于所述高压侧电压常态峰值，并产生是或否的判断结果；若所述高压侧电位比较的判断结果为是时，进入步骤S41；若所述高压侧电位比较的判断结果为否时，进入步骤S10；S51：进行低压侧电压采样，即所述中央处理单元采样获得所述低压侧电压VL，然后进入步骤S52；S52：进行前级常开调整；在所述前级常开调整中，判断所述前级升降压模块是否在进行电压调整，若判断结果为是，则令所述前级升降压模块以既有增益G1继续进行电压调整；若判断结果为否，则令所述前级升降压模块以初始化增益G10开始进行电压调整；步骤S52结束后进行步骤S53；S53：依次进行后级高效范围计算、后级需求增益计算及后级增益容许范围判别；所述后级高效范围计算，即所述中央处理单元计算出所述后级隔离式升降压模块的高效运行增益范围；在所述后级需求增益计算中，所述中央处理单元计算出所述后级隔离式升降压模块的需求增益Gd；在所述后级增益容许范围判别中，判断所述后级隔离式升降压模块的需求增益Gd是否处于所述后级隔离式升降压模块的高效运行增益范围内；若判断结果为是，进入步骤S10；若判断结果为否，进入步骤S61；S61：进行后级增益偏向判别，即判断所述后级隔离式升降压模块的需求增益Gd的增益是否大于所述后级隔离式升降压模块的高效运行增益范围的上限，并产生是或否的判断结果；若判断结果为是，进入步骤S62；若判断结果为否，进入步骤S63；S62：增大所述前级升降压模块的增益G1然后进入步骤S10；S63：减少所述前级升降压模块的增益G1然后进入步骤S10。本专利技术的基于效率优化的两级式直流变换器协调控制策略根据需直流变换场合中的高压侧及低压侧的电压状态使其内部的前级升降压模块与后级隔离式升降压模块协调运行，减少进行电能转换时所造成的电能消耗。在其中一个实施例中，△V为电压变动窗口值，△V小于|VH_max-VH_min|；所述高压侧电压常态峰值为(VH_min+△V)。在其中一个实施例中，步骤S31的所述延时空转的持续时间与所述计时器的变动值△t一致；所述延时空转结束后，所述计时器的记录值t增加△t。在其中一个实施例中，ε为后级隔离式升降压模块的运行增益允许偏离量；步骤S53中所述中央处理单元根据所述后级隔离式升降压模块的额定增益G2N及所述后级隔离式升降压模块的运行增益偏离量ε计算出所述后级隔离式升降压模块的高效运行增益范围。在其中一个实施例中，所述后级隔离式升降压模块的高效运行增益范围为(G2N-ε,G2N+ε)。在其中一个实施例中，步骤S53中所述中央处理单元根据所述高压侧电压VH、低电压侧电压VL及所述前级升降压模块的增益G1计算出所述后级隔离式升降压模块的需求增益Gd。在其中一个实施例中，所述后级隔离式升降压模块的需求增益Gd为VH/(G1*VL)。附图说明图1为两级式直流变换器的内部结构图；图2为基于效率优化的两级式直流变换器协调控制策略的流程图；图3为一种应用两级式直流变换器及其协调控制策略的光伏发电系统的结构图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。请参阅图1，为本专利技术所涉及的两级式直流变换器10，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略，用于对需进行直流变换的场合中的两级式直流变换器的控制，该需进行直流变换的场合设置有高压侧及低压侧，该两级式直流变换器可实现高压侧与低压侧间的双向电能转换，所述高压侧上的电压为V

【技术特征摘要】
1.一种基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略，用于对需进行直流变换的场合中的两级式直流变换器的控制，该需进行直流变换的场合设置有高压侧及低压侧，该两级式直流变换器可实现高压侧与低压侧间的双向电能转换，所述高压侧上的电压为VH，所述高压侧电压VH的波动范围为[VH_min,VH_max]，所述低压侧上的电压为VL；所述两级式直流变换器包括前级升降压模块、后级隔离式升降压模块、计时器及中央处理单元；所述前级升降压模块的增益为G1；所述前级升降压模块的初始化增益为G10；所述后级隔离式升降压模块的增益为G2；所述后级隔离式升降压模块的额定增益为G2N；所述计时器的记录值为t；所述计时器的初始化值为t0；所述计时器的一个比较值为t1；所述计时器的变动值为△t；所述中央处理单元根据所述高压侧电压VH的波动范围的下限VH_min计算出高压侧电压常态峰值；所述基于效率优化的两级式直流变换器的协调控制策略包括如下步骤：S10：令所述两级式直流变换器进行计时器记录值初始化，即将所述计时器的记录值t的值置为计时器的初始化值t0，然后进入步骤S21；S21：所述中央处理单元采样获得所述高压侧电压VH，然后进入步骤S22；S22：进行高压侧电位比较，即所述中央处理单元判断所述高压侧电压VH是否小于所述高压侧电压常态峰值，并产生是或否的判断结果；若所述高压侧电位比较的判断结果为是时，进入步骤S31；若所述高压侧电位比较的判断结果为否时，进入步骤S51；S31：进行延时空转，即所述前级升降压模块及所述后级隔离式升降压模块按既有投切状态及增益大小运行、所述中央处理单元不进行采样或比较判断工作；所述延时空转持续一定时间后进入状态S32；S32：进行计时器记录值t的判别，即所述中央处理单元判断所述计时器的记录值t是否大于计时器比较值t1，并产生是或否的判断结果；若所述计时器记录值判别的判断结果为是时，进入步骤S41；若所述计时器记录值判别的判断结果为否时，进入步骤S21；S41：进行前级常闭调整并延时，即判断所述前级升降压模块是否在进行电压调整，若判断结果为是，则令所述前级升降压模块停止电压调整；若判断结果为否，则令所述前级升降压模块保持停止电压调整状态；所述前级常闭调整完成后，所述后级隔离式升降压模块按既有增益大小持续工作一段时间，然后进入步骤S42；S42：进行高压侧电压采样，即所述中央处理单元采样获得所述高压侧电压VH，然后进入步骤S43；S43：进行高压侧电位比较，即所述中央处理单元判断所述高压侧电压VH是否小于所述高压侧电压常态峰值，并产生是或否的判断结果；若所述高压侧电位比较的判断结果为是时，进入步骤S41；若所述高压侧电位比较的判断结果为否时，进入步骤S10；S51：进行低压侧电压采样，即所...

【专利技术属性】
技术研发人员：于玮，李睿，
申请(专利权)人：易事特集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44