[發明專利]儲能型的準Z源換流器及其模糊控制方法及系統

在審

• 申請號: 202010716840.3
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111817600A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 陳偉其
• 申請（專利權）人: 湘能楚天電力裝備股份有限公司
• 主分類號: H02M7/797
• 分類號: H02M7/797;H02J7/10;H02J7/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

1.一種儲能型的準Z源換流器，其特征在于，包括：由第一直流鏈電容、第二直流鏈電容、第一阻抗網絡電感和第二阻抗網絡電感組成的阻抗網絡，以及由第一雙向功率開關、第二雙向功率開關、第一雙向功率開關以及第一雙向功率開關組成的雙向全橋變換器；

其中，所述第一阻抗網絡電感和第二阻抗網絡電感之間還連接有網絡功率開關，所述第二直流鏈電容并聯于所述網絡功率開關和第二阻抗網絡電感兩端；所述第一直流鏈電容的一端連接于所述網絡功率開關和第二阻抗網絡電感之間，另一端與儲能電池負極相連；

所述阻抗網絡的輸入側與儲能電池相連，所述阻抗網絡的輸出側與所述雙向全橋變換器相連。

2.一種基于如權利要求1所述的儲能型的準Z源換流器的模糊控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

將所述準Z源換流器的輸入側與儲能電池相連，所述準Z源換流器的逆變側與電網相連；

采用模糊控制對單個儲能型的準Z源換流器進行控制，包括：

確定模糊語言變量，將電池電流偏差量及電池電流偏差量的變化率作為模糊控制器的輸入語言變量，直通占空比D為輸出語言變量；

模糊控制規則如下：

式中，為直流側輸入電壓；r 為電池內阻；D為占空比；

采用面積中心法對模糊控制進行清晰化處理，求出模糊集合隸屬函數曲線和橫坐標包圍區域面積的中心，以所述中心對應的橫坐標作為模糊集合的代表值。

3.根據權利要求2所述的儲能型的準Z源換流器的模糊控制方法，其特征在于，所述模糊語言變量的模糊子集為：{負大，負中，負小，零，正小，正中，正大}，表示為{NB,NM,NS,O,PS,PM,PB}；

所述模糊控制的模糊控制規則表如下：

。

4.根據權利要求2所述的儲能型的準Z源換流器的模糊控制方法，其特征在于，所述面積中心法對模糊控制進行清晰化處理，所得模糊集合的代表值如下：

式中，為面積中心所對應的橫坐標；A(u) 為模糊集合的隸屬函數，為控制量的微分運算，為清晰化后的模糊控制量。

5.根據權利要求2所述的儲能型的準Z源換流器的模糊控制方法，其特征在于，所述模糊控制包括內環和外環的雙閉環控制：

內環為電壓控制環：將電容C₁的參考電壓與實際電壓作差后，經PI 控制器輸出為電網電流幅值的參考值I_g^*，再通過電網電壓u_g 所得的相位θ得到電網電流的參考值i_g^* =I_g^*sin θ，經P 控制器后與電網電壓前饋得到調制波msin θ，其中，m 為調制比；進而得到PMW波；

外環為電流控制環：將電池電流的參考值I_{b - ref} 與實際值I_b 作差后，經模糊控制器后輸出直通信號d₀^*，再與三角波相比得到直通脈沖；當電池處于充電狀態時，電流I_b為正；當電池處于放電時，電流I_b為負；

通過PMW波和直通脈沖得到開關管Q₁，Q₂，Q₃和Q₄的驅動脈沖；在非直通狀態下，開關管Q導通。

6.一種計算機系統，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述權利要求1至5任一所述方法的步驟。