一种电能路由器和静态均压控制方法技术

本申请提供了一种电能路由器和静态均压控制方法。在该电能路由器中，主控制器重复从各个功率模块获取各个功率模块中各组母线电容两端的母线电容电压，并根据每个母线电容电压与最小的母线电容电压的差值，调控各个阻抗投切模块的投切占空比，直至全部母线电容电压均相同；当阻抗投切模块的投切占空比的变化会使自身的等效阻抗发生变化时，相应组母线电容两端并联的阻抗发生变化，从而使得相应组母线电容两端的母线电容电压发生变化，因此，经过多次调控后，各组母线电容两端的母线电容电压会趋于一致，即本申请提供的电能路由器可以实现自身各组母线电容之间的静态均压。现自身各组母线电容之间的静态均压。现自身各组母线电容之间的静态均压。

【技术实现步骤摘要】
一种电能路由器和静态均压控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及一种电能路由器和功率模块的静态均压方法。

技术介绍

[0002]随着可再生能源发电装置、储能设备及各种类型的电能负载的接入，传统的电力系统设备因无法满足对供电形式的多样化要求、对能量流动的多向化要求以及对功率流调控的主动化要求，而无法适应未来电力市场化的需要，因此，基于电力电子变换技术的电能路由器应运而生。
[0003]电能路由器融合有信息技术和电力电子技术，自身拥有通讯和智能决策能力，可以根据网络运行状态以及用户和控制中心的指令，实现对电力网络能量流的主动管理，即：既可为新能源发电装置和同类型负载提供灵活多样化的接口电气形式，又可实现能量的多向流动能力和对功率流的主动控制。与信息技术的融合使电能路由器拥有。
[0004]目前电能路由器包括多个功率模块；在功率模块中，通常设置有一组或两组母线电容；而在功率模块上电后等待运行指令的阶段中，各组母线电容两端的母线电容电压会因参数的一致性差异而分散失稳，从而使得各组母线电容两端的母线电容电压不一致，因此，如何实现电能路由器中各组母线电容之间的静态均压，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种电能路由器和静态均压控制方法，以实现电能路由器中各组母线电容之间的静态均压。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]本申请一方面提供一种电能路由器，包括：主控制器、至少两个功率模块、至少两个驱动电路和至少两个阻值小于预设阻值的阻抗投切模块；其中：
[0008]各个所述功率模块的高压侧级联连接；
[0009]在各个所述功率模块中的各组母线电容的两端之间，均并联有一个所述阻抗投切模块；
[0010]每个所述阻抗投切模块的控制端通过一个相应所述驱动电路与所述主控制器的输出端相连；
[0011]所述主控制器的接收端分别与各个所述功率模块的输出端相连，所述主控制器用于重复获取各组所述母线电容两端的母线电容电压，并根据每个所述母线电容电压与最小的所述母线电容电压的差值，调控相应所述阻抗投切模块的投切占空比，直至全部所述母线电容电压均相同。
[0012]可选的，所述预设阻值为：r＝U2/2ΔP；
[0013]其中，r为所述预设阻值，U为各组所述母线电容的均压，ΔP为所述功率模块中的各个取能电源模块的最大功率偏差值。
[0014]可选的，所述阻抗投切模块，包括：开关管、二极管支路和阻抗支路；其中：
[0015]所述开关管的输入端与相应组所述母线电容的一端相连；
[0016]所述开关管的输出端与所述二极管支路的阴极相连，所述二极管支路的阳极与相应组所述母线电容的另一端相连；
[0017]所述阻抗支路并联于所述二极管支路的两极之间；
[0018]所述开关管的控制端作为所述阻抗投切模块的控制端。
[0019]可选的，所述开关管为MOS开关。
[0020]可选的，所述驱动电路集成于相应所述功率模块中的驱动控制板；
[0021]相应所述功率模块中的取能电源模块为所述驱动电路供电。
[0022]可选的，所述驱动电路，包括：控制芯片、电平转换芯片、驱动芯片和隔离电源；其中：
[0023]所述控制芯片的输入端作为所述驱动电路的输入端，所述控制芯片的输出端通过所述电平转换芯片与所述驱动芯片的输入端相连，所述驱动芯片的输出端作为所述驱动电路的输出端；
[0024]所述驱动芯片由所述隔离电源供电，所述控制芯片电源端和所述电平转换芯片的电源端相连，连接点作为所述驱动电路的电源端。
[0025]可选的，所述功率模块的高压侧功率单元，包括：功率拓扑支路、驱动控制板、至少一个电压传感器和至少一个取能电源模块；其中：
[0026]所述功率拓扑支路的直流侧作为所述高压侧功率单元的直流侧，所述功率拓扑支路的交流侧作为所述高压侧功率单元的交流侧；
[0027]各个所述电压传感器的输出端均相连，连接点作为所述高压侧功率单元的输出端，所述功率拓扑包括至少一组所述母线电容，各个所述电压传感器用于检测相应所述母线电容电压；
[0028]各个所述取能电源模块的输入端两极分别连接于相应组所述母线电容的两端，各个所述取能电源模块共同为所述驱动控制板供电；
[0029]所述驱动控制板的输入端作为所述高压侧功率单元的控制端，所述驱动控制板的各个输出端与所述功率拓扑支路的各个控制端相连。
[0030]可选的，当所述功率拓扑支路为两电平拓扑支路时，所述电压传感器和所述取能电源模块的个数为1；
[0031]所述驱动控制板的电源端与所述取能电源模块的输出端相连。
[0032]可选的，当所述功率拓扑支路为三电平拓扑支路时，所述电压传感器和所述取能电源模块的个数为2，
[0033]两个所述取能电源模块的输出端两极级联于所述驱动控制板的电源端两极。
[0034]本申请另一方面提供一种静态均压控制方法，应用于本申请上一方面任一项所述的电能路由器的主控制器；所述静态均压控制方法，包括：
[0035]在所述电能路由器中各个功率模块带电后，控制所述电能路由器中的相应阻抗投切模块导通；
[0036]在所述电能路由器中全部功率模块均带电后，获取所述电能路由器中的各个功率模块中的各组母线电容两端的母线电容电压；
[0037]对各个所述母线电容电压进行排序，得到最小电压值，并计算各个所述母线电容电压分别与所述最小电压值的第一差值；
[0038]判断各个所述第一差值是否均小于等于预设阈值；
[0039]若存在至少一个所述第一差值大于所述预设阈值，则对各个所述第一差值进行比例放大，得到相应所述阻抗投切模块的投切占空比；
[0040]将各个所述阻抗投切模块的投切占空比下发给电能路由器中相应的驱动电路，并重新获取各个所述母线电容电压。
[0041]由上述技术方案可知，本专利技术提供了一种电能路由器，具体包括：主控制器、至少两个功率模块和至少两个阻抗投切模块。在该电能路由器中，主控制器重复从各个功率模块获取各个功率模块中各组母线电容两端的母线电容电压，并根据每个母线电容电压与最小的母线电容电压的差值，调控各个阻抗投切模块的投切占空比，直至全部母线电容电压均相同；当阻抗投切模块的投切占空比的变化会使自身的等效阻抗发生变化时，相应组母线电容两端并联的阻抗发生变化，从而使得相应组母线电容两端的母线电容电压发生变化，因此，经过多次调控后，各组母线电容两端的母线电容电压会趋于一致，即本申请提供的电能路由器可以实现自身各组母线电容之间的静态均压。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能路由器，其特征在于，包括：主控制器、至少两个功率模块、至少两个驱动电路和至少两个阻值小于预设阻值的阻抗投切模块；其中：各个所述功率模块的高压侧级联连接；在各个所述功率模块中的各组母线电容的两端之间，均并联有一个所述阻抗投切模块；每个所述阻抗投切模块的控制端通过一个相应所述驱动电路与所述主控制器的输出端相连；所述主控制器的接收端分别与各个所述功率模块的输出端相连，所述主控制器用于重复获取各组所述母线电容两端的母线电容电压，并根据每个所述母线电容电压与最小的所述母线电容电压的差值，调控相应所述阻抗投切模块的投切占空比，直至全部所述母线电容电压均相同。2.根据权利要求1所述的电能路由器，其特征在于，所述预设阻值为：r＝U2/2ΔP；其中，r为所述预设阻值，U为各组所述母线电容的均压，ΔP为所述功率模块中的各个取能电源模块的最大功率偏差值。3.根据权利要求2所述的电能路由器，其特征在于，所述阻抗投切模块，包括：开关管、二极管支路和阻抗支路；其中：所述开关管的输入端与相应组所述母线电容的一端相连；所述开关管的输出端与所述二极管支路的阴极相连，所述二极管支路的阳极与相应组所述母线电容的另一端相连；所述阻抗支路并联于所述二极管支路的两极之间；所述开关管的控制端作为所述阻抗投切模块的控制端。4.根据权利要求3所述的电能路由器，其特征在于，所述开关管为MOS开关。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的电能路由器，其特征在于，所述驱动电路集成于相应所述功率模块中的驱动控制板；相应所述功率模块中的取能电源模块为所述驱动电路供电。6.根据权利要求5所述的电能路由器，其特征在于，所述驱动电路，包括：控制芯片、电平转换芯片、驱动芯片和隔离电源；其中：所述控制芯片的输入端作为所述驱动电路的输入端，所述控制芯片的输出端通过所述电平转换芯片与所述驱动芯片的输入端相连，所述驱动芯片的输出端作为所述驱动电路的输出端；所述驱动芯片由所述隔离电源供电，所述控制芯片电源端和所述电平转换芯片的电源端相连，连接点作为所述驱动电路的电源端。7.根据权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振兴，李彬彬，赵晓东，陈凯，李毅，雒龙飞，马亮，贾乐，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：