一种基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法技术方案

本发明专利技术属于能量交换的技术领域，公开了一种基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法，实时采集两级式双向逆变器的电压和电流数据、以及电池荷电状态数据；当充电口存在电网电压时，并联系统进入充电模式，各个两级式双向逆变器的直流

【技术实现步骤摘要】
一种基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法


[0001]本专利技术属于能量交换的
，具体涉及一种基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法。

技术介绍

[0002]双向逆变器集充放电于一体，它与新能源汽车的车载动力电池使用可满足人们绝大多数的用电需求，因此，双向逆变器对新能源汽车的发展具有重要的推动作用。随着用电设备的数量和容量不断增加，单台逆变器不足以提供足够的供电功率，学者们提出逆变器并联技术解决供电功率不足的问题。目前，逆变器并联技术研究重点主要集中于功率均分和环流抑制，但是，基于电池荷电状态进行逆变器并联系统中各子模块的输出功率分配，以实现电池能量的最大化利用方面的研究正受到越来越多的关注。
[0003]由于单级式逆变器的直流电压范围受限，两级式逆变器的应用更加广泛，但是，两级式逆变器在启动过程中产生的大冲击电流依旧影响着两级式逆变器的运行，而通常采用缓冲电路抑制启动冲击电流会降低系统效率，因此，急需提供一种新的控制方法实现在两级式逆变器的启动过程中最大限度地抑制启动冲击电流。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法，无需采用缓冲电路就可以抑制启动冲击电流，提高了系统效率，实现电池能量的最大化利用。
[0005]本专利技术可通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法，用于单相电网系统，
[0007]实时采集两级式双向逆变器的电压和电流数据、以及电池荷电状态数据；
[0008]当充电口存在电网电压时，并联系统进入充电模式，各个两级式双向逆变器的直流
‑
直流变换器进行母线建压；
[0009]当母线电压到达额定值时，母线建压结束，对应的充电继电器在电网电压零点处闭合，正式进入充电模式，开始给电池充电；
[0010]当充电口不存在电网电压时，并联系统进入放电模式，判断电池荷电状态是否大于电荷阈值，若否，两级式双向逆变器待机；
[0011]若是，各个两级式双向逆变器按并机控制策略进行并机，然后基于各自的电池荷电状态进行输出功率分配。
[0012]进一步，直流
‑
直流变换器进行母线建压的方法包括以下步骤：
[0013]S1：设定虚拟的电压参考值由电池的工作电压线性上升；
[0014]S2：由当前的电压参考值减去母线电压的实测值得到的差值生成直流
‑
直流变换器的功率开关控制信号，以此对母线进行升压处理；
[0015]S3：母线电压开始由电池电压线性上升，判断母线电压是否到达额定值，若是，执行S4，否则执行S2；
[0016]S4：直流
‑
直流变换器停止工作。
[0017]进一步，根据检测得到充电口电网电压的瞬时值u
ac
，判断所述瞬时值u
ac
是否在零点的
‑
5V～+5V之内，若是，各个充电继电器延迟一个电网电压的工频周期和自身闭合延迟时间的差值再闭合。
[0018]进一步，在对电池进行充电时，判断电池电压是否低于电池电压的上限阈值，若是，采用电流环进行恒流充电；否则，采用电压电流环结束充电。
[0019]进一步，采用电压电流环结束充电的方法包括以下步骤：
[0020]S1：设定虚拟的电压参考值，所述电压参考值减去电池电压的实测值后经补偿器后限幅，得到限幅信号，其限幅范围为
‑
b～c；
[0021]S2：所述限幅信号加电流参考值减去充电电流实测值的差值信号经补偿器得到调制信号，所述电流参考值设置为充电电流设定值；
[0022]S3：所述调制信号经脉宽调制得到直流
‑
直流变换器的功率开关管控制信号；
[0023]S4：依据所述功率开关管的控制信号控制直流
‑
直流变换器结束充电。
[0024]进一步，所述电荷阈值设置为电池工作荷电状态的下限阈值；
[0025]各两级式双向逆变器基于电池荷电状态进行输出功率分配设置为按照电池电荷之间的具体比例进行输出功率分配或者按照并联系统输出总功率均分进行分配。
[0026]进一步，所述两级式双向逆变器并联系统包括多个并联在一起的两级式双向逆变器，每个两级式双向逆变器均由直流
‑
直流变换器和直流
‑
交流变换器构成，其直流
‑
直流变换器的输入端与电池端电容C
inn
、电池U
inn
分别并联，其直流
‑
直流变换器的输出端与母线电容C
busn
并联，所述母线电容C
busn
还与直流
‑
交流变换器的直流侧并联，所述直流
‑
交流变换器的交流侧与串联在一起的滤波电感L
n
和滤波电容C
n
并联，所述滤波电感L
n
和滤波电容C
n
的公共端通过串联在一起放电继电器S
n1
用电设备R连接到滤波电容C
n
的另一端，所述滤波电感L
n
和滤波电容C
n
的公共端与充电继电器S
n2
一端相连，所述充电继电器S
n2
的另一端与电网u
ac
的一端相连，所述电网u
ac
的另一端与滤波电容C
n
的另一端相连。
[0027]本专利技术有益的技术效果如下：
[0028]1、本专利技术提供的两级式双向逆变器并联系统控制方法基于电池的荷电状态实现并联系统中各两级式双向逆变器的输出功率分配，确保电池的荷电状态在电池荷电状态下限阈值以上，延长了电池的使用寿命。
[0029]2、本专利技术提供的两级式双向逆变器并联系统控制方法无需加入缓冲电路即可抑制两级式双向逆变器在启动过程中产生的冲击电流，保证两级式双向逆变器的安全运行。
附图说明
[0030]图1为本专利技术提供的两级式双向逆变器并联系统控制流程图；
[0031]图2为本专利技术提供的两级的式双向逆变器并联系统拓扑图；
[0032]图3为本专利技术提供的具体实施例的两级式双向逆变器拓扑图；
[0033]图4为本专利技术提供的具体实施例电压环控制图；
[0034]图5为本专利技术提供的具体实施例的充电控制图；
[0035]图6为本专利技术提供的具体实施例的主机的电压前馈加有效值反馈控制图；
[0036]图7为本专利技术提供的具体实施例的从机的初始占空比加电流环控制图；
[0037]图8为本专利技术提供的具体实施例的基于电池荷电状态的功率分配图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图及较佳实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0039]如图1所示，本专利技术提供了一种基于两级式双向逆变器并联系统的控制方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法，用于单相电网系统，其特征在于：实时采集两级式双向逆变器的电压和电流数据、以及电池荷电状态数据；当充电口存在电网电压时，并联系统进入充电模式，各个两级式双向逆变器的直流
‑
直流变换器进行母线建压；当母线电压到达额定值时，母线建压结束，对应的充电继电器在电网电压零点处闭合，正式进入充电模式，开始给电池充电；当充电口不存在电网电压时，并联系统进入放电模式，判断电池荷电状态是否大于电荷阈值，若否，两级式双向逆变器待机；若是，各个两级式双向逆变器按并机控制策略进行并机，然后基于各自的电池荷电状态进行输出功率分配。2.根据权利要求1所述的基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法，其特征在于直流
‑
直流变换器进行母线建压的方法包括以下步骤：S1：设定虚拟的电压参考值由电池的工作电压线性上升；S2：由当前的电压参考值减去母线电压的实测值得到的差值生成直流
‑
直流变换器的功率开关控制信号，以此对母线进行升压处理；S3：母线电压开始由电池电压线性上升，判断母线电压是否到达额定值，若是，执行S4，否则执行S2；S4：直流
‑
直流变换器停止工作。3.根据权利要求2所述的基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法，其特征在于：根据检测得到充电口电网电压的瞬时值u
ac
，判断所述瞬时值u
ac
是否在零点的
‑
5V～+5V之内，若是，各个充电继电器延迟一个电网电压的工频周期和自身闭合延迟时间的差值再闭合。4.根据权利要求1所述的基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法，其特征在于：在对电池进行充电时，判断电池电压是否低于电池电压的上限阈值，若是，采用电流环进行恒流充电；否则，采用电压电流环结束充电。5.根据权利要求4所述的基于两级式双向逆变器并联系统的控制方法，其特征在于采用电压电流环结束充电的方法包括以下步骤：S1：设定虚拟的电压参考值，所述电压参考值减去电池电压的实测值后经补偿器后限幅，得到限幅信号，其限幅范围为
‑
b～c；S2：所述限幅信号加电流参考值减去充电电流实测值...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志垒，张一弛，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：