一种三电平双向变流器控制系统及方法技术方案

本公开提供了一种三电平双向变流器控制系统及方法，包括：控制模块，包括控制器、存储器、PWM输出逻辑电路和PWM保护电路；输出模块，通过SPI接口与所述控制模块相连接，包括时钟电路和键盘输入单元；采样模块，通过A/D采样电路与所述控制模块相连接；所述控制模块内设用于对三电平双向变流器分析调试的调试单元，实现直流侧电压、输出电流有效值、指令电流运算和PWM电流的跟踪控制；所述PWM输出逻辑电路中内设加入RCD结构的外部死区延时电路。内设加入RCD结构的外部死区延时电路。内设加入RCD结构的外部死区延时电路。

【技术实现步骤摘要】
一种三电平双向变流器控制系统及方法


[0001]本公开属于智能电网控制
，具体涉及一种三电平双向变流器控制系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]双向变流器作为分布式储能系统中的重要组成部分，是实现直流电能和交流电能相互转化的变流装置。电能支撑和能量平衡主要通过微电网内多个储能变流器合理功率自主分配来实现，从而获得好的能量管理，避免储能系统过充过放。三电平双向变流器能够降低开关器件的损耗，同时降低开关频率，减少产生的谐波；三电平双向变流器的工作寿命延长，因输出电平数变多，相邻电平间变化相对减小，在分布式储能系统中得到广泛应用。
[0004]因此，有必要进行三电平双向变流器控制的相关研究。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本公开提出了一种三电平双向变流器控制系统及方法，本公开通过对控制系统硬件进行改进，实现了大量数据的完整保存和电路的保护，进一步实现了对三电平双向变流器的分析调试。
[0006]根据一些实施例，本公开的第一方案提供了一种三电平双向变流器控制系统，采用如下技术方案：
[0007]一种三电平双向变流器控制系统，包括：
[0008]控制模块，包括控制器、存储器、PWM输出逻辑电路和PWM保护电路；
[0009]输出模块，通过SPI接口与所述控制模块相连接，包括时钟电路和键盘输入单元；
[0010]采样模块，通过A/D采样电路与所述控制模块相连接；
[0011]所述控制模块内设用于对三电平双向变流器分析调试的调试单元，实现直流侧电压、输出电流有效值、指令电流运算和PWM电流的跟踪控制；
[0012]所述PWM输出逻辑电路中内设加入RCD结构的外部死区延时电路。
[0013]根据一些实施例，本公开的第二方案提供了一种三电平双向变流器控制方法，采用了第一方案所提供的三电平双向变流器控制系统。
[0014]一种三电平双向变流器控制方法，包括以下步骤：
[0015]对三电平双向变流器控制系统进行系统初始化，通过采样模块中的电压电流采样电路分别进行直流侧电压、交流侧输出电流、电网侧电压和三相负载侧电流的实时数据特征信息的提取；
[0016]将提取到的实时数据特征信息与存储器中所保存的信息相比较，实现三电平双向变流器直流侧电压、输出电流有效值、指令电流运算和PWM电流的跟踪控制；
[0017]基于三电平双向变流器主电路快速采集路模拟信号，依次调用输出电流真有效
值、直流侧电压、指令电流、PWM电流和输出电流，基于三相瞬时电压矢量的改进型电流检测方法生成所需的指令电流，实现电流跟踪控制，生成PWM电流波形和PWM控制指令，实现对三电平双向变流器的控制。
[0018]与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0019]本公开进行了硬件的改进，实现了大量数据的完整保存和电路的保护，进一步实现了对三电平双向变流器的分析调试。
附图说明
[0020]构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
[0021]图1是本公开实施例一中三电平双向变流器控制系统的结构框图；
[0022]图2是本公开实施例一中三电平双向变流器主电路的拓扑结构图；
[0023]图3是本公开实施例一中电源管理电路的电路图；
[0024]图4是本公开实施例一中时钟电路的电路图；
[0025]图5是本公开实施例一中EEPROM存储模块的电路图；
[0026]图6是本公开实施例一中电流采集电路的电路图；
[0027]图7是本公开实施例一中电压采集电路的电路图；
[0028]图8是本公开实施例一中偏移电压电路的电路图；
[0029]图9是本公开实施例一中开关量采集电路的电路图；
[0030]图10是本公开实施例一中开关量输出电路的电路图；
[0031]图11是本公开实施例一中PWM信号闭锁电路的电路图；
[0032]图12是本公开实施例一中驱动电路的电路图；
[0033]图13是本公开实施例二中CCS系统的调试流程图；
[0034]图14是本公开实施例二中三电平双向变流器控制系统主程序的流程图；
[0035]图15是本公开实施例二中三电平双向变流器控制系统中断服务程序的流程图。
具体实施方式：
[0036]下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
[0037]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0038]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0039]在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]实施例一
[0041]本公开实施例提供了一种三电平双向变流器控制系统。
[0042]如图1所示的三电平双向变流器控制系统，包括：
[0043]控制模块，包括控制器、PWM输出逻辑电路和PWM保护电路；所述PWM输出逻辑电路中内设加入RCD结构的外部死区延时电路；所述控制模块内设用于对三电平双向变流器分析调试的调试单元，实现直流侧电压、输出电流有效值、指令电流运算和PWM电流的跟踪控制；
[0044]输出模块，通过SPI接口与所述控制模块相连接，包括时钟电路和键盘输入单元；
[0045]采样模块，通过A/D采样电路与所述控制模块相连接；
[0046]电源模块，所述电源模块通过AC/DC开关电源将220V交流市电转化为24V直流电源；
[0047]变流器主电路模块，所述变流器主电路模块通过开关量输出电路和驱动电路与所述控制模块连接；
[0048]与所述变流器主电路模块相连接的储能模块，所述储能模块包括蓄电池组和电池管理系统。
[0049]下面分别针对每一个模块展开详细的介绍。
[0050]1.三电平双向变流器
[0051]从性能成本等方面综合，本实施例中的三电平双向变流器采用I型三电平双向变流器，其主电路的拓扑结构如图2所示。
[0052]三电平双向变流器主电路包括T1
‑
T1212支开关器件、反并联续流二极管、钳位二极管D1
‑
D6；F
a
、F
b
、F
c
、F
p
、F
n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三电平双向变流器控制系统，其特征在于，包括：控制模块，包括控制器、存储器、PWM输出逻辑电路和PWM保护电路；输出模块，通过SPI接口与所述控制模块相连接，包括时钟电路和键盘输入单元；采样模块，通过A/D采样电路与所述控制模块相连接；所述控制模块内设用于对三电平双向变流器分析调试的调试单元，实现直流侧电压、输出电流有效值、指令电流运算和PWM电流的跟踪控制；所述PWM输出逻辑电路中内设加入RCD结构的外部死区延时电路。2.如权利要求1中所述的一种三电平双向变流器控制系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块通过AC/DC开关电源将220V交流市电转化为24V直流电源。3.如权利要求1中所述的一种三电平双向变流器控制系统，其特征在于，还包括变流器主电路模块，所述变流器主电路模块通过开关量输出电路和驱动电路与所述控制模块连接。4.如权利要求3中所述的一种三电平双向变流器控制系统，其特征在于，还包括与所述变流器主电路模块相连接的储能模块，所述储能模块包括蓄电池组和电池管理系统。5.如权利要求4中所述的一种三电平双向变流器控制系统，其特征在于，所述电池管理系统通过RS485与所述控制模块中的通信接口相连接。6.如权利要求1中所述的一种三电平双向变流器控制系统，其特征在于，所述三电平双向变流器采用I型三电平双向变流器。7.如权利要求6中所述的一种三电平双向变流器控制系统，其特征在于，所述I型三电平双向变流器主电路包括开关管、反并联续流二极管、钳位二极管和快速熔断器保护元件。8.如权利要求1中所述的一种三电平双向变流...

【专利技术属性】
技术研发人员：撖奥洋，郑准，牛庆达，王义元，栾春朋，万发耀，彭博，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，
类型：发明
国别省市：