The invention relates to a two-stage isolated three-port converter and a hybrid energy storage control method. The converter comprises a Buck Boost circuit (1), an interleaved parallel circuit (2), a supercapacitor (6), a storage battery (7), a bidirectional active bridge circuit (3) and a load resistance (4). On the basis of phase shifting plus duty cycle modulation, the method realizes the reasonable power distribution of the front-stage hybrid energy storage device and the constant pressure sag control of the back-stage load side through a two-stage structure. This control method can make the supercapacitor (6) on the low voltage side respond to transient power and the battery (7) respond to steady power in the case of power sudden change and fluctuation in the system load. At the same time, the constant voltage sag control on the high voltage side of the later stage can allow the parallel and balanced operation of the DC hybrid energy storage system composed of several three-port converters of this type.
【技术实现步骤摘要】
双级隔离式直流三端口变换器及其混合储能控制方法
本专利技术涉及变换器
,是一种双级隔离式直流三端口变换器及其混合储能控制方法。
技术介绍
直流电力系统中负载突变、投切和间歇能源造成的功率波动会产生直流供电电压闪变和跌落,进而对系统稳定性构成威胁。针对上述问题,可在直流电力系统中配置一定数量的储能装置为系统提供能量缓冲。蓄电池和超级电容分别具有容量密度大和功率密度大的特点,结合两者特点构成的混合储能系统可实现优势互补,因此在直流分布式发电系统中应用混合储能系统得到了广泛的研究。在直流混合储能接口变换器方面,有学者提出使用多端口变换器作为混合储能系统接口变换器。相比于传统独立式接口变换器,多端口变换器在减少功率器件、降低能量转换环节等方面具有较大优势。多端口变换器可分为非隔离型、部分隔离型和全隔离型三大类,与传统的Buck/Boost变换器相比,带有高频链的多端口直流变换器变压比高,在直流母线电压较高时,储能器件无需过多串联,在降低串联储能器件不平衡影响的同时,也有利于提高系统的冗余程度和实现混合储能单元模块化,从而提高系统的可靠性、降低系统维护难度。在直流系统中应用混合储能时,为了体现混合储能中储能元件各自的优势,应依据两者特点制定合理的功率平抑目标,由高能量密度储能器件承担系统内的长时能量缓冲,高功率密度储能器件则承担系统内可再生能源或负载带来的暂态波动和冲击。同时,应对两者的剩余电量进行在线合理估计,防止混合储能器件的功率或容量越限。现有的混合储能功率分配方案主要有滤波法、目标规划法、优化控制法和智能控制法等,但这些方法多是应用在独立式变换器中。针 ...
【技术保护点】
1.一种双级隔离式直流三端口变换器,其特征是:包括:Buck‑Boost电路(1)、交错并联电路(2)、超级电容(6)、蓄电池(7)、双向有源桥式电路(3)和负载电阻(4);所述双级隔离式直流三端口变换器设有一条低压直流母线和一条高压母线,所述的低压直流母线在双级隔离式直流三端口变换器的低压混合储能侧,所述的蓄电池(7)和超级电容(6)通过Buck‑Boost电路(1)并联在低压直流母线上;所述的高压直流母线在双级隔离式直流三端口变换器的高压负载侧,所述高压母线和低压母线间的功率传输采用双向有源桥式电路(3),所述负载电阻(4)并联在高压直流母线侧。
【技术特征摘要】
1.一种双级隔离式直流三端口变换器,其特征是:包括:Buck-Boost电路(1)、交错并联电路(2)、超级电容(6)、蓄电池(7)、双向有源桥式电路(3)和负载电阻(4);所述双级隔离式直流三端口变换器设有一条低压直流母线和一条高压母线,所述的低压直流母线在双级隔离式直流三端口变换器的低压混合储能侧,所述的蓄电池(7)和超级电容(6)通过Buck-Boost电路(1)并联在低压直流母线上;所述的高压直流母线在双级隔离式直流三端口变换器的高压负载侧,所述高压母线和低压母线间的功率传输采用双向有源桥式电路(3),所述负载电阻(4)并联在高压直流母线侧。2.一种双级隔离式直流三端口变换器的混合储能控制方法,其特征是:包括以下步骤:步骤一:前级低压侧采用混合储能功率分配控制方法利用电压-电流闭环PI控制器(5)控制蓄电池(7)和超级电容(6);采用分配产生的蓄电池(7)侧开关管占空比控制量D1和超级电容(6)侧开关管占空比控制量D2进行蓄电池(7)和超级电容(6)两个储能元件功率分配;步骤二:后级高压侧采用恒压下垂调节控制负载电阻(4),利用电压-电流双闭环进行调节生成的移相角φ,通过移相角φ进行恒压下垂调节控制;步骤三:在后级高压母线电压-电流闭环PI控制器(5)中加入直流下垂控制,实现蓄电池(7)侧、超级电容(6)侧和负载侧混合储能并联运行,功率均衡分配。3.根据权利要求2所述的一种双级隔离式直流三端口变换器的混...
【专利技术属性】
技术研发人员:王盼宝,张临志,郝鑫,孙红梅,黄蕊,王卫,徐殿国,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。