一种串联型直流变换器的单元均衡方法及装置制造方法及图纸

一种串联型直流变换器的单元均衡方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，对所述串联型直流变换器中每一DAB单元的单元能量值进行采集，并与所述直流变换器的总能量进行比较，以获得所述每一DAB单元的单元能量差异；步骤2，建立所述直流变换器的移相角与所述单元能量差异之间的关联关系，并基于所述单元能量差异和所述关联关系，对于所述每一DAB单元的移相角进行调节。本发明专利技术思路巧妙，充分考虑了串联型直流变换器中各个单元之间存在的平衡误差，通过调节移相角的方式实现了单元之间的重新平衡，防止了不稳定状态下并网故障的发生。生。生。

【技术实现步骤摘要】
一种串联型直流变换器的单元均衡方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力设备领域，更具体的，涉及一种串联型直流变换器的单元均衡方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着电力电子技术的发展和柔性直流输电工程的建设，柔性直流输配电中的设备稳定运行问题，备受人们关注。在直流配电网中，直流变换器是其核心设备，因其具有电气隔离、功率密度高、模块级联容易和功率双向传输等优点，在直流配电网中得到广泛的应用。
[0003]但在实际运行中，由于直流变换器的制造工艺精度有限，变换器中每个单元内的主电路参数，如储能电感参数和支撑电容参数等难以保持完全一致。这会使得各个单元中的能量传输存在差异。因此，在直流变换器的内部，传输电路中不可避免地会发生多个单元之间的传输功率不均衡的问题。当不均衡的问题较为严重、或长期存在时，单元内部的电流应力也会随之增大，进而使得该单元的功率器件在功率等级变化甚至正常工作时的故障率均大幅增加。
[0004]尤其是对于输入串联、输出串联型的支路变换器来说，由于各个单元之间采用串联方式实现连接，输入输出电流均保持相同。当一个或多个单元发生不平衡时，更加容易导致直流变换器难以运行在稳定状态中。
[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种串联型直流变换器的单元均衡方法及装置。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种串联型直流变换器的单元均衡方法及装置，该方法通过采集每个DAB单元中的能量偏差，并求解单元能量偏差与移相角之间的关联，通过微调每个单元内部的移相角来实现DAB单元之间的稳定均衡。
[0007]本专利技术采用如下的技术方案。
[0008]本专利技术第一方面，涉及一种串联型直流变换器的单元均衡方法，方法包括以下步骤：步骤1，对串联型直流变换器中每一DAB单元的单元能量值进行采集，并与直流变换器的总能量进行比较，以获得每一DAB单元的单元能量差异；步骤2，建立直流变换器的移相角与单元能量差异之间的关联关系，并基于单元能量差异和关联关系，对于每一DAB单元的移相角进行调节。
[0009]优选的，对串联型直流变换器中每一DAB单元的输入电流I
i1
、输出电流I
i2
、输入电压U
i1
、输出电压U
i2
进行采集；其中，i为DAB单元的编号，取值范围为1至m，m为直流变换器中DAB单元的数量。
[0010]优选的，串联型直流变换器中每一DAB单元的单元能量值为
[0011][0012]其中，C
i1
、C
i2
分别为第一DAB单元中输入端电容和输出端电容的电容值。
[0013]优选的，每一DAB单元的单元能量差异为
[0014]优选的，直流变换器的移相角与所述单元能量差异之间的关联关系为
[0015]ΔE
i
·
k
i
＝Δd
i
[0016]其中，k
i
为关联系数，Δd
i
为直流变换器移相角的偏差量。
[0017]优选的，关联系数的计算公式为
[0018][0019]其中，f为交流电压的频率，
[0020]T为交流电压周期的预设倍数，
[0021]L
i
为第i个DAB单元中串联电感的电感值，
[0022]d为移相比。
[0023]优选的，对于每一DAB单元的移相角进行调节包括确认移相角的偏差量，以及确认移相角的调节方向。
[0024]优选的，移相角的偏差量为|ΔE
i
*k
i
|，移相角的调节方向基于DAB单元中输入电流、输出电流的大小确定。
[0025]优选的，当输入电流小于0时，在当前移相角上增加偏差量；当输入电流等于0时，不对当前移相角进行调节；当输入电流大于0时，在当前移相角上减去偏差量。
[0026]本专利技术第二方面，涉及一种串联型直流变换器的单元均衡装置，装置用于实现本专利技术第一方面中的一种串联型直流变换器的单元均衡方法，装置包括处理单元和控制单元；其中，处理单元用于对移相角的偏差量进行计算；控制单元用于基于偏差量对DAB单元中的移相角进行调节。
[0027]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中一种串联型直流变换器的单元均衡方法及装置，该方法通过采集每个DAB单元中的能量偏差，并求解单元能量偏差与移相角之间的关联，通过微调每个单元内部的移相角来实现DAB单元之间的稳定均衡。本专利技术思路巧妙，充分考虑了串联型直流变换器中各个单元之间存在的平衡误差，通过调节移相角的方式实现了单元之间的重新平衡，防止了不稳定状态下并网故障的发生。
附图说明
[0028]图1为本专利技术中一种串联型直流变换器的单元平衡方法的步骤示意图；
[0029]图2为本专利技术中一种串联型直流变换器的电路结构示意图；
[0030]图3为本专利技术中一种串联型直流变换器的DAB单元的结构示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0032]图1为本专利技术中一种串联型直流变换器的单元平衡方法的步骤示意图。如图1所示，本专利技术第一方面，涉及一种串联型直流变换器的单元均衡方法，其中，方法包括步骤1和
2。
[0033]步骤1，对ISOS(Input Series Output Series)串联型直流变换器中每一DAB(Dual Source Bridge，双有源桥)单元的单元能量值进行采集，并与直流变换器的总能量进行比较，以获得每一DAB单元的单元能量差异。
[0034]可以理解的是，本专利技术中，首先对串联型直流变换器中每一DAB单元的单元能量值进行采集，通过这种方式，就可以初步获得DAB单元内的能量状态。
[0035]优选的，对串联型直流变换器中每一DAB单元的输入电流I
i1
、输出电流I
i2
、输入电压U
i1
、输出电压U
i2
进行采集；其中，i为DAB单元的编号，取值范围为1至m，m为直流变换器中DAB单元的数量。
[0036]图2为本专利技术中一种串联型直流变换器的电路结构示意图。如图2所示，可以理解的是，由于多个DAB单元采用串联方式连接，因此多个单元之间的输入电流是相互相等的，输出电流也是相互相等的。而各个单元之间的电压，在理想情况下，也应当相等，但是由于电容、电感、开关管状态等各种因素，经常会导致DAB单元之间存在不平衡的偏差，此时各个输入电压、各个输出电压之间就存在一定的差异了。
[0037]为了对于上述差异进行调节，本专利技术根据采集得到的基本电流、电压参数来对于每个DAB单元的单元能量值进行计算。
[0038]优选的，串联型直流变换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串联型直流变换器的单元均衡方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，对所述串联型直流变换器中每一DAB单元的单元能量值进行采集，并与所述直流变换器的总能量进行比较，以获得所述每一DAB单元的单元能量差异；步骤2，建立所述直流变换器的移相角与所述单元能量差异之间的关联关系，并基于所述单元能量差异和所述关联关系，对于所述每一DAB单元的移相角进行调节。2.根据权利要求1中所述的一种串联型直流变换器的单元均衡方法，其特征在于：对所述串联型直流变换器中每一DAB单元的输入电流I
i1
、输出电流I
i2
、输入电压U
i1
、输出电压U
i2
进行采集；其中，i为DAB单元的编号，取值范围为1至m，m为所述直流变换器中DAB单元的数量。3.根据权利要求2中所述的一种串联型直流变换器的单元均衡方法，其特征在于：所述串联型直流变换器中每一DAB单元的单元能量值为其中，C
i1
、C
i2
分别为第一DAB单元中输入端电容和输出端电容的电容值。4.根据权利要求3中所述的一种串联型直流变换器的单元均衡方法，其特征在于：所述每一DAB单元的单元能量差异为5.根据权利要求4中所述的一种串联型直流变换器的单元均衡方法，其特征在于：所述直流变换器的移相角与所述单元能量差异之间的关联关系为ΔE
i
*k
i
＝Δd
i

【专利技术属性】
技术研发人员：王继慷，王一，梁营玉，梅红明，于华龙，李昆，王皆庆，游涛，王立超，马彦宾，牛晨光，李思，刘树，操丰梅，
申请(专利权)人：北京四方继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：