本发明专利技术公开了一种分布式供电系统及基于其的能量调节方法，所述分布式供电系统包括多个能源模块、多个功率变换模块以及一母线电压控制器，多个能源模块经由对应的功率变换模块电连接到一直流母线，母线电压控制器与多个功率变换模块相连接，能量调节方法包括：功率变换模块获取对应的能源模块的至少一能源状态参数，并计算各功率变换模块的基数信号；母线电压控制器基于直流母线的母线电压生成归一化的控制信号，并将控制信号传递到各功率变换模块；功率变换模块根据控制信号与基数信号，得到各功率变换模块的控制给定量，并根据控制给定量对对应的能源模块进行调节。本发明专利技术能够在电压/电流控制的同时优化多组能源的功率分配。配。配。
【技术实现步骤摘要】
分布式供电系统及基于其的能量调节方法
[0001]本专利技术涉及一种分布式供电系统及基于其的能量调节方法。
技术介绍
[0002]燃料电池供电系统具有效率高，功率密度大，模块化，寿命长等优点，是未来能源发展的重要方向。例如，现有技术的SOFC(Solid Oxide Fuel Cell，固体氧化物燃料电池)可以实现80％～90％的综合效率。
[0003]但是，现有的燃料电池存在输出电压比较低，直流电压波动幅度大，以及对低频纹波适应性差的问题，因此需要用DC/DC变换器做前端升压和调压控制。然而，在大功率燃料电池供电系统运行过程中，DC/DC变换器主要控制直流母线电压(Bus voltage)，对燃料电池的电流控制和调节能力则较差。
[0004]一方面，为了让燃料电池供电系统中各燃料电池模块均分输出功率，DC/DC变换器通常采用集中通讯方式和下垂控制等方法。但是，集中通讯方式有响应速度慢和可靠性低的缺陷；而下垂控制中母线电压精度与各燃料电池模块间电流均衡程度常常需要折衷，为了实现较高的母线电压精度，各燃料电池模块间电流不均衡依然存在。
[0005]另一方面，多组燃料电池模块之间，由于制造工艺、使用年限、健康状态等因素，还存在发电效率的差异、输出电压的差异、电堆温度的差异等，需要设法有效地利用燃料电池的特性参数来优化燃料电池供电系统的运行。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供分布式供电系统及基于其的能量调节方法，能够在实现母线电压/电流控制的同时优化多组能源模块的功率均衡与能量调配。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于分布式供电系统的能量调节方法，其特点在于，所述分布式供电系统包括多个能源模块、多个功率变换模块以及一母线电压控制器，所述多个能源模块经由对应的所述功率变换模块电连接到一直流母线，所述母线电压控制器与所述多个功率变换模块相连接，所述能量调节方法包括：
[0008]所述功率变换模块获取对应的所述能源模块的至少一能源状态参数，并计算各所述功率变换模块的基数信号；
[0009]所述母线电压控制器基于所述直流母线的母线电压生成归一化的控制信号，并将所述控制信号传递到各所述功率变换模块；
[0010]所述功率变换模块根据所述控制信号与所述基数信号，得到各所述功率变换模块的控制给定量，并根据所述控制给定量对对应的所述能源模块进行调节。
[0011]在本专利技术的一实施例中，所述功率变换模块是以第一更新频率自对应的所述能源模块获取所述能源状态信息；所述母线电压控制器是以第二更新频率将所述归一化的控制信号传递到各所述功率变换模块，其中所述第二更新频率大于所述第一更新频率。
[0012]在本专利技术的一实施例中，所述功率变换模块是通过数字通讯、以所述第一更新频
率获取所述能源状态信息，所述母线电压控制器是通过广播通讯、以所述第二更新频率将所述控制信号传递到各所述功率变换模块。
[0013]在本专利技术的一实施例中，所述功率变换模块还获取对应的所述能源模块的额定输出值，并根据所述额定输出值和所述能源状态参数计算各所述功率变换模块的基数信号。
[0014]在本专利技术的一实施例中，所述功率变换模块计算对应的所述能源模块的能源状态参数与所述多个能源模块的能源状态参数的均值之商，并与所述额定输出值相乘获得各所述功率变换模块的基数信号。
[0015]在本专利技术的一实施例中，所述能源状态参数为能源模块的输出电压值、输出电压系统给定值、输出电流给定值、温度检测值、功率检测值、变换效率计算值、能源模块的荷电状态检测值、以及能源模块的健康水平检测值的至少其中之一；及/或所述控制信号为归一化的电流或功率值。
[0016]在本专利技术的一实施例中，所述功率变换模块为直流/直流变换模块；及/或，所述能源模块为燃料电池。
[0017]为了实现上述目的，本专利技术还另外提供了一种分布式供电系统，其特点在于，包括：
[0018]多个能源模块；
[0019]多个功率变换模块，分别将对应的所述能源模块电连接到一直流母线，以及
[0020]一母线电压控制器，与所述多个功率变换模块进行通讯；
[0021]其中，所述功率变换模块获取对应的所述能源模块的至少一能源状态参数，并形成各所述功率变换模块的基数信号；
[0022]所述母线电压控制器基于所述直流母线的母线电压生成归一化的控制信号，并将所述控制信号传递到各所述功率变换模块；
[0023]所述功率变换模块根据所述控制信号与所述基数信号，得到各所述功率变换模块的控制给定量，并根据所述控制给定量对对应的所述能源模块进行调节。
[0024]在本专利技术的另一实施例中，所述功率变换模块是以第一更新频率自对应的所述能源模块获取所述能源状态信息；所述母线电压控制器是以第二更新频率将所述控制信号传递到各所述功率变换模块，其中所述第二更新频率大于所述第一更新频率。
[0025]在本专利技术的另一实施例中，所述功率变换模块是通过数字通讯、以所述第一更新频率获取所述能源状态信息，所述母线电压控制器是通过广播通讯、以所述第二更新频率将所述控制信号传递到各所述功率变换模块。
[0026]在本专利技术的另一实施例中，所述能源状态参数为能源模块的输出电压值、输出电压系统给定值、输出电流给定值、温度检测值、功率检测值、变换效率计算值、能源模块的荷电状态检测值、以及能源模块的健康水平检测值的至少其中之一；及/或所述控制信号为归一化的电流或功率值。
[0027]在本专利技术的另一实施例中，所述功率变换模块为直流/直流变换模块；及/或，所述能源模块为燃料电池。
[0028]在本专利技术的另一实施例中，所述直流母线还通过一交流/直流变换模块与一电网相连接。
[0029]在本专利技术的另一实施例中，所述母线电压控制器是集成于所述交流/直流变换模
块内，或是独立设置于所述交流/直流变换模块外。
[0030]本专利技术通过在各个功率变换模块的控制中引入基数因子，能源模块采用归一化的调节信号，并以数字广播方式发送给多个功率变换模块，使分布式供电系统具有良好的可扩展性、可维护性和快速响应性能。在满足公共母线电压控制和各个能源模块输出功率基本平衡的基础上，实现了基于各个能源模块的运行状况的能量/功率优化调节。
[0031]本专利技术的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本专利技术的实践而习得。
附图说明
[0032]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0033]图1为本专利技术的分布式供电系统的结构示意图；
[0034]图2为基于本专利技术的分布式供电系统的能量调节方法的流程示意图。
具体实施方式
[0035]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于分布式供电系统的能量调节方法，其特征在于，所述分布式供电系统包括多个能源模块、多个功率变换模块以及一母线电压控制器，所述多个能源模块经由对应的所述功率变换模块电连接到一直流母线，所述母线电压控制器与所述多个功率变换模块相连接，所述能量调节方法包括：所述功率变换模块获取对应的所述能源模块的至少一能源状态参数，并计算各所述功率变换模块的基数信号；所述母线电压控制器基于所述直流母线的母线电压生成归一化的控制信号，并将所述控制信号传递到各所述功率变换模块；所述功率变换模块根据所述控制信号与所述基数信号，得到各所述功率变换模块的控制给定量，并根据所述控制给定量对对应的所述能源模块进行调节。2.根据权利要求1所述的基于分布式供电系统的能量调节方法，其特征在于，所述功率变换模块是以第一更新频率自对应的所述能源模块获取所述能源状态信息；所述母线电压控制器是以第二更新频率将所述归一化的控制信号传递到各所述功率变换模块，其中所述第二更新频率大于所述第一更新频率。3.根据权利要求2所述的基于分布式供电系统的能量调节方法，其特征在于，所述功率变换模块是通过数字通讯、以所述第一更新频率获取所述能源状态信息，所述母线电压控制器是通过广播通讯、以所述第二更新频率将所述控制信号传递到各所述功率变换模块。4.根据权利要求1所述的基于分布式供电系统的能量调节方法，其特征在于，所述功率变换模块还获取对应的所述能源模块的额定输出值，并根据所述额定输出值和所述能源状态参数计算各所述功率变换模块的基数信号。5.根据权利要求4所述的基于分布式供电系统的能量调节方法，其特征在于，所述功率变换模块计算对应的所述能源模块的能源状态参数与所述多个能源模块的能源状态参数的均值之商，并与所述额定输出值相乘获得各所述功率变换模块的基数信号。6.根据权利要求1所述的基于分布式供电系统的能量调节方法，其特征在于，所述能源状态参数为能源模块的输出电压值、输出电压系统给定值、输出电流给定值、温度检测值、功率检测值、变换效率计算值、能源模块的荷电状态检测值、以及能源模块的健康水平检测值的至少其中之一；及/或所述控制信号为归一化的电流或功...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈国桥，王长永，章进法，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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