[發(fā)明專利]一種單點(diǎn)型多端口電力集能器及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010626435.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN113889996A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沙廣林;段青;盛萬興;孟曉麗;史常凱;馬春艷;趙彩虹;李鵬華;馮德志;李運(yùn)碩;藺海麗;宋春媛;王偉;高健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號(hào): H02J1/00
• 分類號(hào): H02J1/00;H02J1/10;H02J5/00;H02M3/00;H02M7/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

1.一種單點(diǎn)型多端口電力集能器，其特征在于，包括：高壓直流母線、兩個(gè)電壓源型換流器、雙向DC/DC變換器、boost變換器和buck變換器；

所述兩個(gè)電壓源型換流器的直流側(cè)與所述高壓直流母線并聯(lián)，所述兩個(gè)電壓源型換流器的交流側(cè)與電網(wǎng)或交流負(fù)荷連接；

所述雙向DC/DC變換器、boost變換器和buck變換器的高壓側(cè)與所述高壓直流母線并聯(lián)；

所述雙向DC/DC變換器的低壓側(cè)與儲(chǔ)能系統(tǒng)連接，所述boost變換器的低壓側(cè)與光伏系統(tǒng)連接，所述buck變換器的低壓側(cè)與直流負(fù)荷連接。

2.一種如權(quán)利要求1所述電力集能器的控制方法，其特征在于，包括：

當(dāng)兩個(gè)電壓源型換流器中一個(gè)電壓源型換流器連接電網(wǎng)、一個(gè)電壓源型換流器連接交流負(fù)荷時(shí)，基于高壓直流母線的電壓控制連接電網(wǎng)的電壓源型換流器中開關(guān)管的開或斷，基于高壓直流母線的有功功率指令值控制連接交流負(fù)荷的電壓源型換流器中開關(guān)管的開或斷，以及根據(jù)雙向DC/DC變換器低壓側(cè)電壓和高壓直流母線的有功功率指令值控制雙向DC/DC變換器中開關(guān)管的開或斷，基于光伏系統(tǒng)的輸出功率控制boost變換器中開關(guān)管的開或斷，基于直流負(fù)荷的電壓控制buck變換器中開關(guān)管的開或斷；

當(dāng)兩個(gè)電壓源型換流器均電壓源型換流器連接電網(wǎng)時(shí)，基于高壓直流母線的電壓控制連接電網(wǎng)的電壓源型換流器中開關(guān)管的開或斷，以及根據(jù)雙向DC/DC變換器低壓側(cè)電壓和高壓直流母線的有功功率指令值控制雙向DC/DC變換器中開關(guān)管的開或斷，基于光伏系統(tǒng)的輸出功率控制boost變換器中開關(guān)管的開或斷，基于直流負(fù)荷的電壓控制buck變換器中開關(guān)管的開或斷；

當(dāng)兩個(gè)電壓源型換流器均連接交流負(fù)荷時(shí)，基于高壓直流母線的有功功率指令值控制連接交流負(fù)荷的電壓源型換流器中開關(guān)管的開或斷，以及根據(jù)雙向DC/DC變換器低壓側(cè)電壓和高壓直流母線的電壓控制雙向DC/DC變換器中開關(guān)管的開或斷，基于光伏系統(tǒng)的輸出功率控制boost變換器中開關(guān)管的開或斷，基于直流負(fù)荷的電壓控制buck變換器中開關(guān)管的開或斷。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于高壓直流母線的電壓控制連接電網(wǎng)的電壓源型換流器中開關(guān)管的開或斷，包括：

將高壓直流母線的電壓與電壓指令值的差值作為第一PI控制器的輸入量；

將第一PI控制器的輸出量、連接電網(wǎng)的電壓源型換流器交流側(cè)電容電壓和電感電流作為虛擬同步機(jī)控制算法的輸入量，獲得虛擬同步機(jī)控制算法輸出的第一電壓幅值和第一相角；

基于第一電壓幅值E₁和第一相角θ₁，按下式確定第一三相電壓參考信號(hào)：

式中，E_a,1為第一a相電壓參考信號(hào)，E_b,1為第一b相電壓參考信號(hào)，E_c,1為第一c相電壓參考信號(hào)；

將第一三相電壓參考信號(hào)作為第一PWM調(diào)制器的輸入量，并利用第一PWM調(diào)制器輸出的調(diào)制信號(hào)控制連接電網(wǎng)的電壓源型換流器中開關(guān)管的開或斷。

4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于高壓直流母線的有功功率指令值控制連接交流負(fù)荷的電壓源型換流器中開關(guān)管的開或斷，包括：

將高壓直流母線的有功功率指令值、連接交流負(fù)荷的電壓源型換流器交流側(cè)電容電壓和電感電流作為虛擬同步機(jī)控制算法的輸入量，獲得虛擬同步機(jī)控制算法輸出的第三電壓幅值和第三相角；

基于第三電壓幅值E₃和第三相角θ₃，按下式確定第三三相電壓參考信號(hào)：

式中，E_a,3為第三a相電壓參考信號(hào)，E_b,3為第三b相電壓參考信號(hào)，E_c,3為第三c相電壓參考信號(hào)；

將第三三相電壓參考信號(hào)作為第三PWM調(diào)制器的輸入量，并利用第三PWM調(diào)制器輸出的調(diào)制信號(hào)控制連接交流負(fù)荷的電壓源型換流器中開關(guān)管的開或斷。