[發明專利]一種交直流通用非PWM控制端口設備及其控制方法

在審

• 申請號: 202310269305.1
• 申請日: 2023-03-20
• 公開（公告）號: CN116404649A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 桑子夏;雷何;方仍存;楊東俊;汪穎翔;顏炯;黃家祺;鄭旭;王琪鑫;蔡杰;楊潔;徐秋實;余軼;侯婷婷;王思聰;劉君瑤;葉學程
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司經濟技術研究院
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02M7/06;H02M7/515;H02M1/00;H02J3/46
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

本發明提供了一種交直流通用非PWM控制端口設備及其控制方法，包括二極管不控整流模塊、開關模塊、直流母線電容以及控制分析模塊；所述二極管不控整流模塊的輸入端與電源電連接；二極管不控整流模塊的輸出端與相串聯的若干組開關模塊電連接；二極管不控整流模塊的輸出端按照輸出要求輸出相應的電壓；所述若干組開關模塊分別并聯有直流母線電容；所述控制分析模塊實時檢測直流母線電容電壓，根據輸入電壓特性和輸出電壓的要求調整對若干路開關模塊的驅動信號，以滿足輸出電壓在交直流、幅值、頻率、諧波方面的要求。本發明提高能源轉換效率，有利于整個系統的穩定運行，提高能量路由器乃至能源互聯網的整體性能。

技術領域

本發明屬于電氣技術領域，具體涉及一種交直流通用非PWM控制端口設備及其控制方法。

背景技術

能源互聯網可理解是綜合運用先進的電力電子技術,信息技術和智能管理技術,將大量由分布式能量采集裝置,分布式能量儲存裝置和各種類型負載構成的新型電力網絡節點互聯起來,以實現能量雙向流動的能量對等交換與共享網絡。從政府管理者視角來看，能源互聯網是兼容傳統電網的，可以充分、廣泛和有效地利用分布式可再生能源的、滿足用戶多樣化電力需求的一種新型能源體系結構；從運營者視角來看，能源互聯網是能夠與消費者互動的、存在競爭的一個能源消費市場，只有提高能源服務質量，才能贏得市場競爭；從消費者視角來看，能源互聯網不僅具備傳統電網所具備的供電功能，還為各類消費者提供了一個公共的能源交換與共享平臺。

各種類型的能源設備接入能源互聯網時需要進行能量轉換。傳統的控制器在處理各個類型的能源設備的接入時，針對不同類型的能源設備需要通過復雜的交直流模擬轉換設備或變壓器實現能源的有效轉換，并且每種轉換都需要不同的設備，比如直流-直流的轉換，直流-交流的轉換，交流-直流的轉換，交流-交流的轉換。為滿足不同設備的需求,轉換系統所配有的電源數量和種類都比較多,功能單一；還有的發明專利采用脈寬調制PWM技術進行調制，這都會增加系統和控制的復雜度，這都會導致裝置體積大、系統損耗大，也不利于整個系統的穩定運行。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述背景技術存在的不足，提供一種交直流通用非PWM控制端口設備及其控制方法，提高能源轉換效率，有利于整個系統的穩定運行，提高能量路由器乃至能源互聯網的整體性能。

本發明采用的技術方案是：一種交直流通用非PWM控制端口設備，包括二極管不控整流模塊、開關模塊、直流母線電容以及控制分析模塊；

所述二極管不控整流模塊的輸入端與電源電連接；二極管不控整流模塊的輸出端與相串聯的若干組開關模塊電連接；二極管不控整流模塊的輸出端按照輸出要求輸出相應的電壓；

所述若干組開關模塊分別并聯有直流母線電容；

所述控制分析模塊按照設定比例自動分配直流母線電容電壓，根據輸入電壓特性和輸出電壓的要求調整對若干路開關模塊的驅動信號，以滿足輸出電壓在交直流、幅值、頻率、諧波方面的要求。

上述技術方案中，所述開關模塊設置有三組，所述開關模塊相對應的三組直流母線電容的電壓比例為4:2:1，控制分析模塊通過對相應的三組開關模塊進行控制，將直流母線電容中的直流電壓疊加成最高為7p.u.且最低為-7p.u.的15個電平的階梯波電壓。

上述技術方案中，所述開關模塊設置有2組，所述開關模塊相對應的2組直流母線電容的電壓比例為3:1，控制分析模塊通過對相應的2組開關模塊進行控制，將直流母線電容中的直流電壓疊加成最高為4p.u.且最低為-4p.u.的7個電平的階梯波電壓。

上述技術方案中，所述開關模塊設置有4組，所述開關模塊相對應的4組直流母線電容的電壓比例為8:4:1:1，控制分析模塊通過對相應的4組開關模塊進行控制，將直流母線電容中的直流電壓疊加成最高為14p.u.且最低為-14p.u.的29個電平的階梯波電壓。

上述技術方案中，所述直流母線電容采用普通電容、超級電容或者蓄電池。