[發(fā)明專利]一種用于微電網(wǎng)的多端口能量路由器設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011137608.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112510676A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常瀟;王金浩;任遠(yuǎn);李勝文;潘捷;薛志偉;楊超穎;唐保國(guó);雷達(dá);李慧蓬;王錟;樊瑞;張世鋒;趙軍;張敏;高楓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)山西省電力公司;北京謙潤(rùn)和科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J1/10
• 分類號(hào): H02J1/10;H02J1/14
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 郭堃

1.一種用于微電網(wǎng)的多端口能量路由器設(shè)計(jì)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1、基于級(jí)聯(lián)架構(gòu)的多端口能量路由器拓?fù)湓O(shè)計(jì)；所述基于級(jí)聯(lián)架構(gòu)的多端口能量路由器包含AC/DC換流器、DC/DC換流器、輸入端口及輸出端口；

步驟S2、確定級(jí)聯(lián)型多端口能量路由器的輸入端口；

步驟S3、確定級(jí)聯(lián)型多端口能量路由器的輸出端口；

步驟S4、根據(jù)所述的級(jí)聯(lián)型多端口能量路由器，確定級(jí)聯(lián)型多端口能量路由器的雙向功率傳輸特性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微電網(wǎng)的多端口能量路由器設(shè)計(jì)方法，其特征在于：在所述步驟S1中，所述輸入端口分別與AC/DC換流器及DC/DC換流器連接；所述輸出端口與DC/DC換流器連接，用于給對(duì)應(yīng)的微網(wǎng)負(fù)荷供電；所述輸入端口的直流電壓為V_dc，所述輸出端口的直流電壓分別為v_dc1和v_dc2。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于微電網(wǎng)的多端口能量路由器設(shè)計(jì)方法，其特征在于：在所述步驟S2中，所述輸入端口與AC/DC換流器的直流側(cè)連接，所述AC/DC換流器采用定直流電壓控制來(lái)穩(wěn)定微網(wǎng)中的直流電壓，并作為功率平衡節(jié)點(diǎn)；

由于DC/DC換流器采用級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此有：

V_dc＝V_dc1+V_dc2 (1)；

其輸入功率為：

P_in＝V_dcI_dc (2)；

所述AC/DC換流器在定直流電壓控制下，其動(dòng)態(tài)特性可用如下方程表述：

其直流電壓的動(dòng)態(tài)方程為：

換流器外環(huán)控制的動(dòng)態(tài)方程為：

電流內(nèi)環(huán)的動(dòng)態(tài)方程為：

其中，X_ac為交流線路的連接電感，I_d和I_q分別表示dq坐標(biāo)系下交流電流的d、q軸分量，V_cd和V_cq分別表示dq坐標(biāo)系下AC/DC換流器交流側(cè)電壓的d、q軸分量，V_ac是換流器并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的交流電壓幅值；所述AC/DC換流器及DC/DC換流器的控制環(huán)節(jié)由兩部分組成，一部分是直流電壓控制外環(huán)，其控制器環(huán)節(jié)為K_p+K_is^-1；另一部分是有功和無(wú)功的電流控制內(nèi)環(huán)，其控制環(huán)節(jié)分別為K_pi+K_iis^-1。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于微電網(wǎng)的多端口能量路由器設(shè)計(jì)方法，其特征在于：在所述步驟S3中，所述輸出端口輸出的功率分別為：

對(duì)于級(jí)聯(lián)路由器的輸入端口電壓電流和輸出端口的電壓電流，有如下數(shù)學(xué)關(guān)系：

此外，其輸入端口直流電壓的動(dòng)態(tài)方程為：

其中，C_dc1是DC/DC換流器輸入側(cè)的濾波電容；

輸出端口直流電壓的動(dòng)態(tài)方程為：

其中，c_dc1是DC/DC換流器輸出側(cè)的濾波電容；

換流器控制的動(dòng)態(tài)方程為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于微電網(wǎng)的多端口能量路由器設(shè)計(jì)方法，其特征在于：在所述步驟S4中，在穩(wěn)態(tài)下，如下數(shù)學(xué)關(guān)系仍然成立：

級(jí)聯(lián)型多端口路由器的輸出電壓：

V_dc＝V_dc1+V_dc2＝d₁v_dc1+d₂v_dc2 (11)；

級(jí)聯(lián)型多端口路由器的輸出功率：

P_out＝V_dcI_dc＝v_dc1i_dc1+v_dc2i_dc2 (12)；

對(duì)于其動(dòng)態(tài)過(guò)程，滿足如下動(dòng)態(tài)方程：

式中，j＝1,2表示第1個(gè)DC/DC換流器和第2個(gè)DC/DC換流器。