[發明專利]一種交直流混合微網接口變流器及控制方法

在審

• 申請號: 202110831675.0
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113644643A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 劉重洋;劉剛;孫健;任靜;汪海濤;李建偉;劉紅亮;蔣志浩;范書豪
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J3/02;H02J3/38;H02J5/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 張吉和

本發明涉及一種交直流混合微網接口變流器及控制方法，交直流微網接口變流器包括主控單元、兩個功率模塊及交直流采樣單元。該變流器交流側通過隔離變接交流子網，并網模式下，直流側接±375V直流電壓，既可接儲能、光伏等電源設備。又可以直接接相同電壓等級的直流負載，不需要再經DC/DC變流器進行轉換。在直流配網配電中有重要的工程實際應用價值，孤島模式下，交直流混合微網接口變流器又可工作在交流電壓源模式，通過直流子網上的光伏、儲能等為交流子網提供能量。因此，該交直流混合微網接口變流器滿足不同運行模式下的能量互濟及交直流電源和負載的直接接入。在交直流配網配電中有重要的工程實際應用價值。

技術領域

本發明涉及變流器并網控制技術領域，尤其涉及一種交直流混合微網接口變流器及控制方法。

背景技術

隨著可再生能源的開發利用，分布式能源會發出直流電和非工頻交流電，負荷也從單一的交流負荷向交、直流混合負荷快速轉變，為了使各種可再生能源得到高效利用，滿足各種負荷的不同要求，交直流混合微電網技術得到了快速發展。交直流混合微網接口變流器連接交、直流母線，使微電網中功率可以實現雙向流動，其拓撲結構及控制方式作為影響整個微網系統穩定運行的重要因素。

目前，常見交直流混合微網接口變流器直流輸出電壓為單極電壓，該種拓撲結構直流輸出電壓為單極性，電壓等級較高；需要通過DC/DC轉換之后才能連接相應的負載。

因此，如何在滿足交直流混合微網接口變流器實現能量雙向流動功能的前提下，既能實現交直流變流器直流側既能滿足光伏和儲能等正常直流電壓等級接入要求，又能滿足直流用電設備直接接入電壓等級輸出，是交直流混合微網接口變流器亟需解決的一個問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種交直流混合微網接口變流器及控制方法，該變流器交流側通過隔離變接交流子網，并網模式下，直流側接±375V直流電壓，既可接儲能、光伏等電源設備；，在直流配網配電中有重要的工程實際應用價值，孤島模式下，交直流混合微網接口變流器又可工作在交流電壓源模式，通過直流子網上的光伏、儲能等為交流子網提供能量。

為達到上述目的，本發明提供了一種交直流混合微網接口變流器，包括主控單元、兩個功率模塊及交直流采樣單元；

兩個功率模塊交流側通過雙分裂變壓器并在一起后連接交流子網；兩個功率模塊直流側第一功率模塊的負極與第二功率模塊的正極相連作為N極，構成正負雙極直流母線；

所述交直流采樣單元采集功率模塊交流側、直流側的電流和電壓并反饋給所述主控單元；

所述主控單元控制兩個功率模塊，使得交直流混合微網接口變流器工作于并網場景下的穩壓模式、并網場景下的恒流或恒功率模式、孤島場景下的離網運行模式。

進一步地，工作于并網場景下的穩壓模式，包括：交直流混合微網接口變流器作為電壓源，兩個功率模塊將交流電轉換為直流電輸出，所述主控單元基于所述交直流采樣單元反饋兩個功率模塊輸出直流電壓的大小對兩個功率模塊進行PI調節，使得兩個功率模塊輸出直流電壓達到設定恒壓值恒壓輸出。

進一步地，當交直流混合微網接口變流器作為電壓源時，兩個功率模塊分別穩壓為375V。

進一步地，工作于并網場景下的恒流模式，包括：交直流混合微網接口變流器作為電流源，兩個功率模塊實現能量在交直流子網間進行傳遞，所述主控單元基于所述交直流采樣單元反饋兩個功率模塊輸入交流電流的大小對兩個功率模塊的進行PI調節，使得兩個功率模塊輸出交流電流達到設定值，恒流輸出。