PET拓扑结构及该结构与储能系统协调控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种PET拓扑结构及该结构与储能系统协调控制方法。所述PET拓扑结构包括依次连接的输入级结构、中间隔离级结构和输出级结构，输入级结构包括三条输入线路，各输入线路包括两条对称的子输入线路，子输入线路包括相互连接的输入模块和电感；中间隔离级结构包括三条H型桥式线路和电容，电容并联在三条H型桥式线路的输出端，各H型桥式线路包括两个隔离级模块和线圈；输出级结构包括三条输出线路，各输出线路包括第一输出模块、第二输出模块和二极管，第二输出模块和二极管相互并联后与第一输出模块连接。本发明专利技术能够实现PET输入级单位功率因素运行、输出级电压恒定以及应对电压深度跌落和光储互补的功能。

【技术实现步骤摘要】
PET拓扑结构及该结构与储能系统协调控制方法
本专利技术涉及微电网控制领域，特别是涉及一种PET拓扑结构及该结构与储能系统协调控制方法。
技术介绍
随着经济的快速发展，社会对供电系统的电能质量以及供电的可靠性提出了越来越高的要求。我国拥有的常规能源比较有限，石油、煤炭等非可再生能源在逐渐枯竭，再加上现在所面临的环境问题也越来越严峻，火力发电逐渐被新能源发电所替代。近年来，新能源领域已经得到了快速的发展和应用，新能源发电已成为研究热点，新能源发电具有波动性、间歇性、不确定性，如果大规模并网可能会降低电网的安全性和稳定性。微电网主要构成包括新能源发电装置与储能系统，既可以脱离大电网单独运行，也可以与大电网并行。微电网是发挥分布式能源效能的有效方式之一，随着微电网技术的不断发展，以电力电子变压器为核心的微电网结构被相继提出，并且得到了广泛的关注。微电网可以有效提升电网对分布式能源的消纳能力，电力电子变压器也会在微电网中起到越来越重要的作用。电力电子变压器是一种通过电力电子技术实现电力变换和能量传递的新型变压器。也是一种将电力电子变换技术与基于电磁感应原理的高频电能变换技术进行结合的新型变压器，它可以将一种电力特征转化为另一种电力特征的电力设备。这里的电力特征是指电压或电流的频率、赋值、相位等方面。近几年国内的华中科技大学和中科院电工所相继提出了新型电力电子变压器的拓扑，解决了传统变压器体积大重量大、电能质量较差等缺陷，但PET仍存在着运行效率较低、可靠性较差的缺点。传统的电网在运行时经常处于发电和负荷的动态平衡状态，也就是即发即用的状态，但是随着经济和社会的发展，电网的控制管理越来越难以达到根据用户供电需求来达到发电和用电的实时平衡。这样就会导致系统的整体效率变低，电力资源的利用率变低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种PET拓扑结构及该结构与储能系统协调控制方法，实现了PET输入级单位功率因素运行，输出级电压恒定，以及应对电压深度跌落和光储互补的功能，并能够灵活控制变压器的一次侧和二次侧的电压、电流及功率等问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种PET拓扑结构，包括依次连接的输入级结构、中间隔离级结构和输出级结构，所述输入级结构包括三条输入线路，各所述输入线路包括两条对称的子输入线路，所述子输入线路包括相互连接的输入模块和电感；所述中间隔离级结构包括三条H型桥式线路和电容，所述电容并联在所述三条H型桥式线路的输出端，各所述H型桥式线路包括两个隔离级模块和线圈，各所述隔离级模块包括四个隔离级子模块；所述输出级结构包括三条输出线路，各所述输出线路包括第一输出模块、第二输出模块和二极管，所述第二输出模块和所述二极管相互并联后与所述第一输出模块连接。可选地，各所述输入模块包括两个电力场效应晶体管、两个二极管和一个电容，第一个所述电力场效应晶体管的源级和第二个所述电力场效应晶体管的漏级连接，所述二极管并联在所述电力场效应晶体管的源级和漏级之间，所述电容并联在所述第一个所述电力场效应晶体管的漏级和第二个所述电力场效应晶体管的源级之间。可选地，各所述隔离级子模块包括一个电力场效应晶体管和一个二极管，所述电力场效应晶体管的源级和漏级之间均并联一个所述二极管。可选地，所述第一输出模块和所述第二输出模块组成结构相同，所述第一输出模块和所述第二输出模块均包括一个绝缘栅双极晶体管和一个二极管，所述二极管并联在绝缘栅双极晶体管的发射极和集电极之间。可选地，所述输入级结构和所述中间隔离级结构之间并联电容，所述中间隔离级结构和所述输出级结构之间并联电容。可选地，所述输入级结构采用滞环电流控制方法进行控制，所述中间隔离级结构采用PWM调制方法进行控制，所述输出级结构采用SPWM调制方法进行控制。一种PET拓扑结构与储能系统协调控制方法，包括：当电网电压正常时，PET拓扑结构为储能系统的低压直流母线提供电压；当电网电压发生扰动时，所述PET拓扑结构的交流母线失压，切断与所述PET拓扑结构连接的电网和负载线路，储能系统中的储能变流器通过交流电压的控制方式为所述PET拓扑结构的交流母线提供电压，调整所述PET拓扑结构交流母线电压至正常值后再重新连接所述PET拓扑结构与电网和负载的线路。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术考虑到要实现PET输入级单位功率因素运行，输出级电压恒定，以及应对电压深度跌落和光储互补的功能，进而提高功率转换效率、电能质量等因素，设计了一种模块化多电平电力电子变压器，并给出了储能系统与电力电子变压器的协调控制方法。运用此方法，储能系统能够进行合理的调整，保证荷电状态工作在正常范围内，还可以利用储能系统的快速充放电能力抑制微电网频率的波动。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术PET拓扑结构图；图2为输入级结构、中间隔离级结构和输出级结构中子模块示意图；图3为本专利技术设计的整个微电网的结构示意图；图4为整个微电网的控制流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种PET拓扑结构及该结构与储能系统协调控制方法，解决如何实现PET输入级单位功率因素运行，输出级电压恒定，以及应对电压深度跌落和光储互补的功能，并能够灵活控制变压器的一次侧和二次侧的电压、电流及功率等问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术PET拓扑结构图。如图1所示，一种PET拓扑结构包括依次连接的输入级结构、中间隔离级结构和输出级结构。本专利技术PET拓扑结构的输入级结构采用三相模块化多电平换流器，中间隔离级结构采用H型桥式电路，输出级结构采用中点钳位型三电平逆变器。图2为输入级结构、中间隔离级结构和输出级结构中子模块示意图。如图1和2所示，所述输入级结构包括三条输入线路，各所述输入线路包括两条对称的子输入线路，所述子输入线路包括相互连接的输入模块和电感；各所述输入模块包括两个电力场效应晶体管、两个二极管和一个电容，第一个所述电力场效应晶体管的源级和第二个所述电力场效应晶体管的漏级连接，所述二极管并联在所述电力场效应晶体管的源级和漏级之间，所述电容并联在所述第一个所述电力场效应晶体管的漏级和第二个所述电力场效应晶体管的源级之间。所述输入级结构和所述中间隔离级结构之间并联电容。三相模块化多电平换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PET拓扑结构，其特征在于，包括依次连接的输入级结构、中间隔离级结构和输出级结构，所述输入级结构包括三条输入线路，各所述输入线路包括两条对称的子输入线路，所述子输入线路包括相互连接的输入模块和电感；所述中间隔离级结构包括三条H型桥式线路和电容，所述电容并联在所述三条H型桥式线路的输出端，各所述H型桥式线路包括两个隔离级模块和线圈，各所述隔离级模块包括四个隔离级子模块；所述输出级结构包括三条输出线路，各所述输出线路包括第一输出模块、第二输出模块和二极管，所述第二输出模块和所述二极管相互并联后与所述第一输出模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种PET拓扑结构，其特征在于，包括依次连接的输入级结构、中间隔离级结构和输出级结构，所述输入级结构包括三条输入线路，各所述输入线路包括两条对称的子输入线路，所述子输入线路包括相互连接的输入模块和电感；所述中间隔离级结构包括三条H型桥式线路和电容，所述电容并联在所述三条H型桥式线路的输出端，各所述H型桥式线路包括两个隔离级模块和线圈，各所述隔离级模块包括四个隔离级子模块；所述输出级结构包括三条输出线路，各所述输出线路包括第一输出模块、第二输出模块和二极管，所述第二输出模块和所述二极管相互并联后与所述第一输出模块连接。


2.根据权利要求1所述的PET拓扑结构，其特征在于，各所述输入模块包括两个电力场效应晶体管、两个二极管和一个电容，第一个所述电力场效应晶体管的源级和第二个所述电力场效应晶体管的漏级连接，所述二极管并联在所述电力场效应晶体管的源级和漏级之间，所述电容并联在所述第一个所述电力场效应晶体管的漏级和第二个所述电力场效应晶体管的源级之间。


3.根据权利要求1所述的PET拓扑结构，其特征在于，各所述隔离级子模块包括一个电力场效应晶体管和一个二极管，所述电力场效应晶体管的源级和漏级之间均并联一个所述二极管。

【专利技术属性】
技术研发人员：李建林，王哲，马速良，王含，王力，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11