一种直流集电系统及电压控制方法和相关装置制造方法及图纸

本申请公开了一种直流集电系统及电压控制方法和相关装置，其中，所提的直流集电系统拓扑中各个子模块的电感相互耦合，共用一个铁芯；针对升压和降压运行模式，提出基于端口电压和耦合电流的前馈校正网络及其切换方式，消除了当存在扰动时电感耦合作用对占空比信号的不利影响，降低系统运行的电流应力，增强了直流集电系统的稳定性；而所提出的控制方法中加入电压控制回路，保障分散的波浪能发电机组及整流模块的端口电压稳定

【技术实现步骤摘要】
一种直流集电系统及电压控制方法和相关装置


[0001]本申请涉及波浪能发电
，尤其涉及一种直流集电系统及电压控制方法和相关装置
。

技术介绍

[0002]大型阵列浮子式波浪能发电装置在一定范围的海面上设置多个振荡浮子组形成有规律的阵列组合，使其能够同时收集不同位置的波浪能
,
从而通过永磁同步电机发电，呈现出多浮子和多发电机组分散运行
、
均匀连续传输能量的特点
。
这也意味着大型阵列浮子式波浪能发电装置的电能转换和传输较为复杂，抗干扰能力不强
。
因此直流集电系统的设计要增强系统抗干扰能力，还要保证工作状态下直流集电系统低压侧的电压均衡稳定
。
[0003]现有的大型阵列浮子式波浪能发电装置往往将一系列带有能量输出系统的发电装置分布在一定海域内，通过以液压蓄能系统为主流的中间转换平台将能量传输到发电系统进行发电，而后将得到的电能传输到集电系统中
。
虽然现有技术提出的多端口直流输电系统及其控制策略可在低风速条件下以更小的功率损失实现电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种直流集电系统，其特征在于，包括：
n
个子模块，所述子模块为：四开关
DC
‑
DC
变换电路；所述四开关
DC
‑
DC
变换电路在低压侧接入波浪能发电机组，将波浪能发电机组的直流电压进行电压抬升和能量汇集后串联接入高压侧高压直流总线；相邻的两个所述四开关
DC
‑
DC
变换电路通过引入耦合电感和受控电压源进行串联连接
。2.
根据权利要求1所述的直流集电系统，其特征在于，所述四开关
DC
‑
DC
变换电路，具体包括：低压侧电容
、
四个由开关管和二极管反并联连接而成的开关结构
、
耦合电感
、
高压侧电容；其中，开关管
S
1i
的源极和开关管
S
2i
的漏极串联，且对应的两个开关结构共同组成高压侧桥臂，所述高压侧桥臂与高压侧电容
C
i
并联组成高压侧半桥模块，并从开关管
S
1i
和开关管
S
2i
的串联端引出，与所述受控电压源
、
所述耦合电感串联，并与低压侧桥臂连接；所述低压侧桥臂中，开关管
S
3i
漏极和开关管
S
4i
源极串联，且对应的两个开关结构共同组成所述低压侧桥臂，再与低压侧电容
C
si
并联组成低压侧半桥模块，并从开关管
S
3i
和开关管
S
4i
串联端引出，与所述耦合电感连接
。3.
根据权利要求1所述的直流集电系统，其特征在于，所述波浪能发电机组与所述四开关
DC
‑
DC
变换电路之间，还包括：整流模块；所述整流模块：用于将所述波浪能发电机组输出的交流电转化直流电后输入所述四开关
DC
‑
DC
变换电路的低压侧
。4.
一种直流集电系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1‑3中任意一项所述的直流集电系统，方法包括：设计低压侧电压控制环和耦合电感解耦网络；当整流模块的类型为
PWM
时，通过所述低压侧电压控制环采集子模块的低压侧端口电压，将所述低压侧端口电压与预设的参考电压值进行比较，使得比较结果通过
PI
控制器得出校正前的调制信号占空比；将所述调制信号占空比输入到所述耦合电感解耦网络进行校正处理，得到校正后的调制信号占空比；将占空比校正后的调制信号的电压与载波的电压进行电压幅值大小比较，根据比较结果生成子模块开关管的驱动信号，从而驱动子模块工作在降压模式或者升压模式
。5.
根据权利要求4所述的直流集电系统的控制方法，其特征在于，所述耦合电感解耦网络为前馈校正解耦网络
。6.
根据权利要求5所述的直流集电系统的控制方法，其特征在于，当处于所述降压模式时，所述前馈校正解耦网络的函数表达式为：
式中，
G
V11
为子模块1的小信号占空比到子模块1的小信号输出电压的传递函数
G
V12
为子模块1的小信号输入电压到子模块1的小信号输出电压的传递函数
G
v13
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红星，韦胜华，刘石，梁崇淦，刘志刚，杨毅，陈文，郭欣然，杨韬略，陶涛，区文俊，
申请(专利权)人：南方电网电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：