【技术实现步骤摘要】
一种多端口电流源式共地型光储互补系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及多端口电流源式光储互补系统领域，具体地，涉及一种多端口电流源式光储互补系统架构及控制方法。
技术介绍
[0002]光储互补电源是一种可随身携带、自身能储备电能、可以输出交流和直流的的便携充电器，特别应用在没有外部电源供应的场合。其主要组成部分包括：用作电能存储的电池、稳定输出电压的电路及充电器电路用作为内置电池充电。多端口DC
‑
AC变换器具备多输入、多输出、能量双向流动的优点，因此可以与储能相结合，作为光储互补移动电源变换器。
[0003]现有的多端口DC
‑
AC变换器不同端口的参数耦合较为复杂，忽略不同端口间的耦合关系仅仅控制单个端口参数的相互关系，不同端口的控制输出会交互影响，降低多端口变换系统的动态性能，降低系统的控制速度和精度等。因此需要对适用于多端口DC
‑
AC变换器的控制方案进行研究。
技术实现思路
[0004]本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种多端口电流源式光储互补系统架构及控制方法。
[0005]本专利技术的第一方面，提供一种多端口电流源式共地型光储互补系统，包括：多个直流端口、一个第一交流端口、多个DC
‑
AC变换支路、一个AC
‑
AC变换支路和一个多绕组高频变压器；
[0006]多个直流端口中，其中一部分连接光伏板组件，另一部分连接电池，与光伏板组件相连的直流端口为光伏直流端口，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多端口电流源式共地型光储互补系统，其特征在于：包括：多个直流端口、一个第一交流端口、多个DC
‑
AC变换支路、一个AC
‑
AC变换支路和一个多绕组高频变压器；多个直流端口中，其中一部分连接光伏板组件，另一部分连接电池，与光伏板组件相连的直流端口为光伏直流端口，与电池相连的直流端口为电池直流端口，一个所述第一交流端口连接电网或负载；多个DC
‑
AC变换支路的交流端口和一个AC
‑
AC变换支路的高频交流端口分别与一个多绕组高频变压器的多个端口相连；每路DC
‑
AC变换支路均与AC
‑
AC变换支路构成一路微逆变器；多绕组高频变压器的各端口漏感分别为L
kx
，各端口励磁电感分别为L
mx
，x＝1,2,...,N+1，各绕组匝比分别为n1:n2:...:n
(N+1)
；其中，N为DC
‑
AC变换支路的数目；所述AC
‑
AC变换支路包含开关管Q1～Q4和薄膜电容C1、C2；所述DC
‑
AC变换支路由输入电容C
in
和交错并联Buck/Boost电路构成；所述交错并联Buck/Boost电路包含电感L
1i
和L
2i
、开关管S
1i
～S
4i
和箝位电容C
bus
，i＝1,2,...,N；所述交错并联Buck/Boost电路中，开关管S
1i
的源极和开关管S
2i
的漏极相连，并与电感L
1i
的一端相连，开关管S
3i
的源极和开关管S
4i
的漏极相连，并与电感L
2i
的一端相连，开关管S
1i
的漏极和开关管S
3i
的漏极相连，并与箝位电容C
bus
的正极相连，开关管S
2i
的源极和开关管S
4i
的源极相连，并与箝位电容C
bus
的负极相连；所述电池直流端口与所述交错并联Buck/Boost电路的箝位电容C
bus
并联，所述光伏直流端口的一端与所述交错并联Buck/Boost电路的电感L
1i
和L
2i
的另一端相连，所述光伏直流端口的另一端与所述交错并联Buck/Boost电路的箝位电容C
bus
的负极相连；所述AC
‑
AC变换支路中，开关管Q1的漏极和薄膜电容C1的正极相连，开关管Q1的源极和开关管Q2的源极相连，开关管Q2的漏极和开关管Q3的漏极相连，开关管Q3的源极和开关管Q4的源极相连，开关管Q4的漏极和薄膜电容C2的负极相连，薄膜电容C1的负极和薄膜电容C2的正极相连。2.根据权利要求1所述的多端口电流源式共地型光储互补系统，其特征在于：所述多个直流端口和交流端口之间的功率解耦采用基于硬件的功率解耦，所述基于硬件的功率解耦根据多端口高频变压器各端口的漏感感值、励磁电感感值和AC
‑
AC变换支路的电容容值建立。3.根据权利要求2所述的多端口电流源式共地型光储互补系统，其特征在于：多端口高频变压器各端口的励磁电感大于对应端口的漏感感值的10倍，满足L
mi
>10*L
ki
，i＝1,2,...,N；AC
‑
AC交流支路所连接的变压器端口漏感L
k(N+1)
足够小；AC
‑
AC变换支路中电容容值C1、C2足够大；上述各参数需满足以下公式：
其中，ω
s
为开关频率的角频率，j为虚数符号。4.根据权利要求3所述的多端口电流源式共地型光储互补系统，其特征在于，所述多个直流端口和交流端口之间功率解耦后，同时解决了各直流端口之间的功率环流，以及实现了各直流端口之间的控制解耦。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的多端口电流源式共地型光储互补系统，其特征在于，根据交直流端口的连接情况和功率流向，所述光储互补系统工作状态分为待机、并网和独立负载三种应用场景；其中：
‑
待机场景工况：多个直流端口分别连接光伏板组件与电池，光伏直流端口通过最大功率点跟踪控制运行在最大功率点，处于放电状态，电池直流端口处于充电状态，交流端口不工作，功率由光伏直流端口流向电池直流端口；
‑
并网场景包含以下任一种工况：多个直流端口分别连接光伏板组件与电池，交流端口与电网相连，光伏直流端口通过最大功率点跟踪控制运行在最大功率点，处于放电状态，电池直流端口处于充电状态，功率由光伏直流端口和交流端口流向电池直流端口；多个直流端口分别连接光伏板组件与电池，交流端口与电网相连，光伏直流端口通过最大功率点跟踪控制运行在最大功率点，处于放电状态，电池直流端口处于充电状态，功率由光伏直流端口流向电池直流端口和交流端口；多个直流端口分别连接光伏板组件与电池，交流端口与电网相连，光伏直流端口通过最大功率点跟踪控制运行在最大功率点，处于放电状态，电池直流端口处于放电状态，功率由光伏直流端口和电池直流端口流向交流端口；多个直流端口分别连接光伏板组件与电池，交流端口与电网相连，光伏直流端口不工作，电池直流端口处于充电状态，功率由交流端口流向电池直流端口；多个直流端口分别连接光伏板组件与电池，交流端口与电网相连，光伏直流端口不工作，电池直流端口处于放电状态，功率由电池直流端口流向交流端口；多个直流端口分别连接光伏板组件与电池，交流端口与电网相连，光伏直流端口通过最大功率点跟踪控制运行在最大功率点，处于放电状态，电池直流端口不工作，功率由光伏直流端口流向交流端口；
‑
独立负载场景包含以下任一种工况：多个直流端口分别连接光伏组件与电池，交流端口与负载相连，光伏直流端口通过最大功率点跟踪控制运行在最大功率点，处于放电状态，电池直流端口处于放电状态，功率由光伏直流端口和电池直流端口流向交流端口；多个直流端口分别连接光伏组件与电池，交流端口与负载相连，光伏直流端口通过最大功率点跟踪控制运行在最大功率点，处于放电状态，电池直流端口处于充电状态，功率由
光伏直流端口流向电池直流端口与交流端口；多个直流端口分别连接光伏板组件与电池，交流端口与负载相连，光伏直流端口不工作，电池直流端口处于放电状态，功率由电池直流端口流向交流端口；多个直流端口分别连接光伏板组件与电池，交流端口与负载相连，光伏直流端口通过最大功率点跟踪控制运行在最大功率点，处于放电状态，电池直流端口不工作，功率由光伏直流端口流向交流端口。6.一种权利要求5所述的多端口电流源式共地型光储互补系统的控制方法，其特征在于，包括：通过电池管理系统实时监测电池荷电状态，对电池荷电状态进行排序，根据电池荷电状态的高低，对多个电池直流端口进行荷电状态均衡控制；当电池直流端口的功率方向为流入电池，即电池处于充电状态时，对荷电状态低的电池进行优先充电；当电池直流端口的功率方向为流出电池，即电池处于放电状态时，对荷电状态高的电池进行优先放电。7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当光伏直流端口向电...
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