本发明专利技术公开了一种功率/通信一体化分布式电源系统控制方法，所述分布式电源系统由n个子DC/DC模块输入并联输出串联构成；每个子DC/DC模块中，控制策略由自主均压控制和功率纹波通信两部分组成，其中自主均压控制用于保证系统中各模块输出均压和总输出电压稳定，功率纹波通信用于辅助调节总输出电压的精度。系统中无需集中控制器，各模块之间无需额外通信线路，实现了输入并联输出串联系统完全分布式的控制，具有很高的可靠性和模块化程度。具有很高的可靠性和模块化程度。具有很高的可靠性和模块化程度。
【技术实现步骤摘要】
一种功率/通信一体化分布式电源系统控制方法
[0001]本专利技术涉及一种直流供电系统，尤其涉及一种功率/通信一体化的输入并联输出串联电源系统分布式自主均压控制方法，属于电力电子变换及直流供电系统领域。
技术介绍
[0002]在高电压、大功率的应用场合中，采用模块化设计的电源得到了广泛的应用。在太阳能光伏发电系统、静电除尘、航天电推进系统等领域中，需要将较低的输入电压变换为较高的电压输出，使用模块化的输入并联输出串联电源系统能够降低功率器件的应力，提高系统的可靠性和冗余度，具有显著的优势。
[0003]在多模块系统中，为了提高系统的可靠性和模块化程度，常采用下垂控制策略，但传统下垂方法会导致输出电压精确性较差，且很少应用到输入并联输出串联系统中。文献“X. Lu，J.M.Guerrero，K.Sun and J.C.Vasquez，
″
An Improved Droop Control Method for DCMicrogrids Based on Low Bandwidth Communication With DC Bus Voltage Restoration andEnhanced Current Sharing Accuracy，
″
in IEEE Transactions on Power Electronics，vol.29，no.4，pp. 1800
‑
1812，April 2014.”中通过加入低带宽通信克服了传统下垂控制方法的电压精度问题，但各模块间需要加入额外的通信线路，容易受到干扰或出现故障，会影响系统的正常工作，不利于保证系统的可靠性。
[0004]基于上述原因，有必要针对输入并联输出串联系统，探索一种输出特性好、可靠性高的分布式控制方案。
技术实现思路
专利技术目的：
[0005]本专利技术针对现有技术的不足，提供一种功率/通信一体化的输入并联输出串联系统分布式自主均压控制方法，实现了各子模块的独立控制、各模块输出电压的均压控制和系统总电压的精确输出。技术方案：
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]所述分布式输入并联输出串联电源系统由n个子DC/DC模块构成，n为大于1的自然数；所述子DC/DC模块包含一个输入端口和一个输出端口，每个子DC/DC模块的输入端口并联连接于同一个直流输入源V
in
，输出端口依次串联连接、且串联连接后的总输出与负载 Z
o
并联连接；
[0008]所述分布式输入并联输出串联电源系统中的子DC/DC模块的控制策略由自主均压控制和功率纹波通信两部分组成，其中均压控制用于保证系统中各模块输出均压和总输出电压V
o
稳定，功率纹波通信对均压控制起辅助作用，用于保证总输出电压V
o
的精度；
[0009]所述输入并联输出串联电源系统分布式自主均压控制的实现方法为：
[0010](1)每个子DC/DC模块独立采样系统的总输出电压V
o
和模块自身输出电压V
modi (i
＝1，2，...，n)；
[0011](2)每个子DC/DC模块根据其模块输出电压基准V
modref
和输出电压采样信号V
modi (i＝1，2，...，n)，计算得到其输出电压误差，然后乘以固定的、大于零的比例系数k
downv
，将其与预先设定的系统输出电压基准V
oref
、通信中得到的电压精度补偿量ΔV
oref
相加，可得到每个子DC/DC模块新的系统输出电压基准V
orefi
(i＝1，2，...n)，即V
orefi
＝V
oref
+ΔV
oref
+k
downv
(V
modref
ꢀ‑
V
modi
)；
[0012](3)将新的系统输出电压基准V
orefi
(i＝1，2，...n)与系统输出电压采样V
oi
(i＝1，2，...n) 相减，作为输出电压调节器G
mod
的输入，电压调节器G
mod
输出的信号经过PWM调制后作为子DC/DC模块的驱动信号D
i
(i＝1，2，...，n)，最终实现所有子模块输出电压V
modi
(i＝1，2，...，n) 的均压控制。
[0013]所述功率纹波通信的实现方法为：
[0014](1)选取一个特定的子DC/DC模块作为信号发送模块，在该子DC/DC模块中，将系统输出电压基准V
oref
与系统总输出电压V
o
相减，作为电压调节器G
vo
的输入，电压调节器 G
vo
的输出ΔV
oref
为电压精度补偿量；
[0015](2)信号发送模块中，电压精度补偿量ΔV
oref
经过信号调制环节，成为二进制的0、 1数字信号，通过调整PWM调制过程中的调制波或载波，可以将二进制的0、1数字信号调制为输出线路上的高频功率纹波；
[0016](3)除信号发送模块外，其余的子DC/DC模块为信号接收模块，信号发送模块输出侧的高频功率纹波通过系统的输出侧电力线路传送至所有信号接收模块的输出端口；
[0017](4)信号接收模块通过采样输出端口的电流纹波i
o
，接收输出线路上的高频信号，信号接收模块对采样所得的电流纹波进行解调，得到信号发送模块发送的电压精度补偿量ΔV
oref
，将该电压精度补偿量用于分布式自主均压控制中，完成电压精度的调节控制；
[0018](5)若信号发送模块发生故障，信号接收模块将会检测线路中无电流纹波，系统中的一个正常工作的信号接收模块将会取代故障模块，成为新的信号发送模块，电压精度补偿量ΔV
oref
将由新的信号发送模块计算并发送。
[0019]本专利技术具有如下有益效果：
[0020](1)采用本专利技术技术方案能够自主实现输入并联输出串联系统的稳定输出和各子 DC/DC模块的输出均压，系统模块化程度高，具有很强的容错能力和可扩展性；
[0021](2)各子DC/DC模块独立完成控制，各模块之间无额外互联线路，实现了输入并联输出串联系统的完全分布式自主控制；
[0022](3)本专利技术中的功率纹波通信具有高可靠性与容错性，且仅用于辅助调节系统的输出电压精度，不会影响系统的稳态运行。
附图说明
[0023]附图1是本专利技术分布式输入并联输出串联系统及其控制方法的示意图；
[0024]附图2是本专利技术具体实施例中功率纹波通信调制策略的示意图；
[0025]附图3是本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分布式电源系统，其特征在于：所述分布式电源系统由n个子DC/DC模块输入并联输出串联构成，n为大于1的自然数；所述子DC/DC模块包含一个输入端口和一个输出端口，每个子DC/DC模块的输入端口并联连接于同一个直流输入源V
in
，输出端口依次串联连接、且串联连接后的总输出与负载Z
o
并联连接；所述分布式电源系统的控制策略由自主均压控制和功率纹波通信两部分组成，其中自主均压控制用于保证系统中各模块输出均压和总输出电压V
o
稳定，功率纹波通信用于辅助调节总输出电压V
o
的精度。2.基于权利要求1所述的分布式电源系统的均压控制，其具体过程如下：(1)每个子DC/DC模块独立采样系统的总输出电压V
o
和模块自身输出电压V
modi
(i＝1，2，...，n)；(2)每个子DC/DC模块根据其模块输出电压基准V
modref
和输出电压采样信号V
modi
(i＝1，2，...，n)，计算得到其输出电压误差，然后乘以固定的、大于零的比例系数k
downv
，将其与预先设定的系统输出电压基准V
oref
、通信中得到的电压精度补偿量ΔV
oref
相加，可得到每个子DC/DC模块新的系统输出电压基准V
orefi
(i＝1，2，...n)，即V
orefi
＝V
oref
+ΔV
oref
+k
downv
(V
modref
‑
V
modi
)；(3)将新的系统输出电压基准V
orefi
(i＝1，2，...n)与系统输出电压采样...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴嘉昊，宋昱锋，吴红飞，邢岩，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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。