CN109038533B - 一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法 - Google Patents

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CN109038533B CN201811017244.5A CN201811017244A CN109038533B CN 109038533 B CN109038533 B CN 109038533B CN 201811017244 A CN201811017244 A CN 201811017244A CN 109038533 B CN109038533 B CN 109038533B
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Abstract

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法。包括以下步骤，系统初始化，在配电分区A和C的调控机制1中电压环和电流环的输出信号
Figure DDA0001786077780000011
和
Figure DDA0001786077780000012
取小后载波位移信号
Figure DDA0001786077780000013
调控机制2与调控机制1具有相同的算法结构，输出载波位移信号
Figure DDA0001786077780000014
将移相角信号
Figure DDA0001786077780000015
与
Figure DDA0001786077780000016
的差作为最终的移相角信号
Figure DDA0001786077780000017
配电分区B和C与上述配电分区A和C所连接的双有源桥变换器控制结构相同，通过控制最终得到的移相角信号
Figure DDA0001786077780000018
本专利在不影响其他配电分区的正常工作的情况下，使功率短缺的配电分区的直流母线电压快速准确地到达稳定运行的电压范围内，三个配电分区互为支持，提高了三个配电分区的容错性能、持续供电能力和可靠性。

Description

一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法。
背景技术
以三端口变换器为调控节点的分区配电系统中，每个配电分区中的电源和负载均有不确定性，当某个配电分区电源发出的功率不能满足负载功率的需求时，需要额外的功率输入以维持配电分区的正常工作。在不加入额外输入电源的条件下，仅由配电分区之间的相互支持维持三个配电分区的稳定运行，需要控制三端口变换器对三个配电分区电源发出的功率进行调配。由于三个端口之间功率的传输方向及大小均具有不确定性，所以提出了一种控制方案，在不影响其他配电分区的正常工作的情况下，使功率短缺的配电分区的直流母线电压快速准确地到达稳定运行的电压范围内。此控制策略使三个配电分区互为支持，对于提高三个配电分区的容错性能、持续供电能力和可靠性是非常有意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法。
本发明是这样实现的：
一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法，具体的实现步骤如下：
步骤1.在系统上电初始阶段，进行与系统控制相关的软件和硬件初始化工作，使第一移相角
Figure BDA0001786077760000011
第二移相角
Figure BDA0001786077760000012
第三移相角
Figure BDA0001786077760000013
第四移相角
Figure BDA0001786077760000014
第五移相角
Figure BDA0001786077760000015
第六移相角
Figure BDA0001786077760000016
第七移相角
Figure BDA0001786077760000017
第八移相角
Figure BDA0001786077760000018
并根据系统稳定运行条件，设定配电分区A直流母线稳定运行电压为uAN，配电分区B的直流母线稳定运行电压为uBN，配电分区C稳定运行的母线电压上限阈值为uHC、下限阈值为uLC；
步骤2.利用第一电压传感器VSA测得第一直流母线电压uA，第二电压传感器VSB测得第二直流母线电压uB，第三电压传感器VSC测得第三直流母线电压uC，根据电压下垂控制模块A～D，得出电流环A～D的指令信号，第一电流指定信号iAR＝KA(uA-uAN)，第二电流指定信号iCR1＝KC1(uC-uCL)，第三电流指定信号iBR＝KB(uB-uBN)，第四电流指定信号iCR2＝KC2(uC-uCL)；
步骤3.第一电流传感器CSA测得配电分区A的第一电流iA，第二电流传感器CSB测得配电分区B的第二电流iB，第三电流传感器CSC测得配电分区C的第三电流iC，电流环A～D的第一电流差值信号eA1＝iAR-iA、第二电流差值信号eB1＝iCR1-iC、第三电流差值信号eC1＝iBR-iB、第四电流差值信号eD1＝iCR2-iC，eA1通过第一PI控制器GCA得到
Figure BDA0001786077760000019
eB1通过第二PI控制器 GCB得到
Figure BDA00017860777600000110
eC1通过第三PI控制器GCC得到
Figure BDA00017860777600000111
eD1通过第四PI控制器GCD得到
Figure BDA00017860777600000112
第一电压差值信号eA2＝uAN-uA，第二电压差值信号eB2＝uHC-uC，第三电压差值信号eC2＝uBN-uB，第四电压差值信号eD2＝uHC-uC，eA2通过第五PI控制器GVA得到
Figure BDA0001786077760000021
eB2通过第六PI控制器GVB得到
Figure BDA0001786077760000022
eC2通过第七PI控制器GVC得到
Figure BDA0001786077760000023
eD2通过第八PI控制器GVD得到
Figure BDA0001786077760000024
由以上工作得到四组信号
Figure BDA0001786077760000025
和
Figure BDA0001786077760000026
和
Figure BDA0001786077760000027
和
Figure BDA0001786077760000028
和
Figure BDA0001786077760000029
步骤4.选择出第一组信号
Figure BDA00017860777600000210
中较小的值作为配电分区A向配电分区C传输功率的第九移相角信号
Figure BDA00017860777600000211
选择出第二组信号
Figure BDA00017860777600000212
中较小的值作为配电分区C向配电分区A 传输功率的第十移相角信号
Figure BDA00017860777600000213
选择出第三组信号
Figure BDA00017860777600000214
中较小的值作为配电分区B向配电分区C传输功率的第十一移相角信号
Figure BDA00017860777600000215
选择出第四组信号
Figure BDA00017860777600000216
中较小的值作为配电分区C向配电分区B传输功率的第十二移相角信号
Figure BDA00017860777600000217
步骤5.将
Figure BDA00017860777600000218
和
Figure BDA00017860777600000219
作差得到全桥变换器A相对于全桥变换器C的第一驱动脉冲移相角
Figure BDA00017860777600000220
将信号
Figure BDA00017860777600000221
和
Figure BDA00017860777600000222
作差得到全桥变换器B相对于全桥变换器C的第二驱动脉冲移相角
Figure BDA00017860777600000223
步骤6.以全桥变换器C作为移相角参考位置，将
Figure BDA00017860777600000224
作为第一全桥变换器A的第一移相控制信号，将
Figure BDA00017860777600000225
作为第二全桥变换器B的第二移相控制信号，并以幅值为二分之一载波周期的信号作为调制信号用于PWM调制，最终得到用于两全桥变换器A和B开关管驱动的脉冲信号；
步骤7.在没有得到停机指令的情况下重复执行(2)～(6)步骤，否则退出运行状态。
配电分区A、B、C以硬件解耦的隔离型三端口变换器为电能调控的节点，高频变压器 HFT1的两侧分别连接第一全桥变换器A和第三全桥变换器C，高频变压器HFT2的两侧分别连接第二全桥变换器B和第三全桥变换器C，第一全桥变换器A中所有开关管的占空比均为0.5，且同桥臂上下两个开关管处于互补导通模式，桥臂A1和A2之间的移相角固定为180°，第二全桥变换器B和第三全桥变换器C与第一全桥变换器A具有相同的工作模式。
本发明的有益效果在于：
根据每个配电分区的运行状态，对三个配电分区中电源发出的功率进行调配，在各配电分区均能够满足运行条件的前提下，实现三个配电分区间自动电能按需传输；在三端口变换器所连接的三个配电分区之间进行功率传输时，输出功率的配电分区的直流母线电压不会低于其稳定运行的最低电压阈值，吸收功率的配电分区的直流母线电压将处于某个设定的稳定运行电压值上，使三个配电分区互为支持，提高了三个配电分区的容错性能、持续供电能力和可靠性。
附图说明
图1为一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法的流程图。
图2为以三端口变换器为调控节点的三隔离配电分区拓扑结构示意图。
图3为三端口变换器为调控节点的三隔离配电分区控制策略示意图。
图4为三个配电分区的直流母线电压uA、uB和uC波形。
图5为配电分区A、B和C通过三端口变换器输出功率波形。
具体实施方式
实施案例1
下面结合附图对本发明做进一步描述。
一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法，具体的实现步骤如下：
步骤1.在系统上电初始阶段，进行与系统控制相关的软件和硬件初始化工作，使第一移相角
Figure BDA0001786077760000031
第二移相角
Figure BDA0001786077760000032
第三移相角
Figure BDA0001786077760000033
第四移相角
Figure 1
第五移相角
Figure BDA0001786077760000035
第六移相角
Figure BDA0001786077760000036
第七移相角
Figure BDA0001786077760000037
第八移相角
Figure BDA0001786077760000038
并根据系统稳定运行条件，设定配电分区A直流母线稳定运行电压为uAN，配电分区B的直流母线稳定运行电压为uBN，配电分区C稳定运行的母线电压上限阈值为uHC、下限阈值为uLC；
步骤2.利用第一电压传感器VSA测得第一直流母线电压uA，第二电压传感器VSB测得第二直流母线电压uB，第三电压传感器VSC测得第三直流母线电压uC，根据电压下垂控制模块A～D，得出电流环A～D的指令信号，第一电流指定信号iAR＝KA(uA-uAN)，第二电流指定信号iCR1＝KC1(uC-uCL)，第三电流指定信号iBR＝KB(uB-uBN)，第四电流指定信号iCR2＝KC2(uC-uCL)；
步骤3.第一电流传感器CSA测得配电分区A的第一电流iA，第二电流传感器CSB测得配电分区B的第二电流iB，第三电流传感器CSC测得配电分区C的第三电流iC，电流环A～D的第一电流差值信号eA1＝iAR-iA、第二电流差值信号eB1＝iCR1-iC、第三电流差值信号eC1＝iBR-iB、第四电流差值信号eD1＝iCR2-iC，eA1通过第一PI控制器GCA得到
Figure BDA00017860777600000329
eB1通过第二PI控制器 GCB得到
Figure BDA0001786077760000039
eC1通过第三PI控制器GCC得到
Figure BDA00017860777600000310
eD1通过第四PI控制器GCD得到
Figure BDA00017860777600000311
第一电压差值信号eA2＝uAN-uA，第二电压差值信号eB2＝uHC-uC，第三电压差值信号eC2＝uBN-uB，第四电压差值信号eD2＝uHC-uC，eA2通过第五PI控制器GVA得到
Figure BDA00017860777600000312
eB2通过第六PI控制器GVB得到
Figure BDA00017860777600000313
eC2通过第七PI控制器GVC得到
Figure BDA00017860777600000314
eD2通过第八PI控制器GVD得到
Figure BDA00017860777600000315
由以上工作得到四组信号
Figure BDA00017860777600000316
和
Figure BDA00017860777600000317
和
Figure BDA00017860777600000318
和
Figure BDA00017860777600000319
和
Figure BDA00017860777600000320
步骤4.选择出第一组信号
Figure BDA00017860777600000321
中较小的值作为配电分区A向配电分区C传输功率的第九移相角信号
Figure BDA00017860777600000322
选择出第二组信号
Figure BDA00017860777600000323
中较小的值作为配电分区C向配电分区A 传输功率的第十移相角信号
Figure BDA00017860777600000324
选择出第三组信号
Figure BDA00017860777600000325
中较小的值作为配电分区B向配电分区C传输功率的第十一移相角信号
Figure BDA00017860777600000326
选择出第四组信号
Figure BDA00017860777600000327
中较小的值作为配电分区C向配电分区B传输功率的第十二移相角信号
Figure BDA00017860777600000328
步骤5.将
Figure BDA0001786077760000041
和
Figure BDA0001786077760000042
作差得到全桥变换器A相对于全桥变换器C的第一驱动脉冲移相角
Figure BDA0001786077760000043
将信号
Figure BDA0001786077760000044
和
Figure BDA0001786077760000045
作差得到全桥变换器B相对于全桥变换器C的第二驱动脉冲移相角
Figure BDA0001786077760000046
步骤6.以全桥变换器C作为移相角参考位置，将
Figure BDA0001786077760000047
作为第一全桥变换器A的第一移相控制信号，将
Figure BDA0001786077760000048
作为第二全桥变换器B的第二移相控制信号，并以幅值为二分之一载波周期的信号作为调制信号用于PWM调制，最终得到用于两全桥变换器A和B开关管驱动的脉冲信号；
步骤7.在没有得到停机指令的情况下重复执行(2)～(6)步骤，否则退出运行状态。
配电分区A、B、C以硬件解耦的隔离型三端口变换器为电能调控的节点，高频变压器 HFT1的两侧分别连接第一全桥变换器A和第三全桥变换器C，高频变压器HFT2的两侧分别连接第二全桥变换器B和第三全桥变换器C，第一全桥变换器A中所有开关管的占空比均为0.5，且同桥臂上下两个开关管处于互补导通模式，桥臂A1和A2之间的移相角固定为180°，第二全桥变换器B和第三全桥变换器C与第一全桥变换器A具有相同的工作模式，以配电分区A为例，在该分区中接有电源PSA(例如可以是由光伏或者风力发电所提供的电源等)和负载(图中以集中负载RA表示)。配电分区B和C的配置与配电分区A相似，不再赘述。在本专利所设计的控制策略中，全桥变换器A和C组成的双有源桥变换器与全桥变换器B和C 组成的双有源桥变换器的关系是对等的，并且采用的控制策略和控制系统结构完全一致。
采用专利所述方法，根据系统的输入功率，将配电分区A、B直流母线期望的电压稳定运行值分别设定为：uAN＝1800V、uBN＝1800V；将配电分区C稳定运行的低电压阈值与高电压阈值分别设定为：uCL＝1750V、uCH＝1850V；三个配电分区的集中负载RA＝RB＝RB＝10Ω。配电分区A的电源PSA输出功率在0～0.3s时为4000W，在0.3～1.3s时为3062W，在1.3～3s时为3422W；配电分区B的电源PSB输出功率在0～0.8s时为40kW，在0.8～1.8s时为3062W，在1.8～3s时为3610W；配电分区C的电源PSC输出功率在0～2.3s时为40kW，在2.3～3s时为2890W。通过仿真得到三个配电分区的直流母线电压波形uA、uB和uC如附图3所示。配电分区A、B和C通过三端口变换器输出功率PA、PB和PC波形如附图4所示。
实施案例2
本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法，该技术可以应用于新能源电动汽车、船舶直流配电系统、新能源发电系统等。
以三端口变换器为调控节点的分区配电系统中，每个配电分区中的电源和负载均有不确定性，当某个配电分区电源发出的功率不能满足负载功率的需求时，需要额外的功率输入以维持配电分区的正常工作。在不加入额外输入电源的条件下，仅由配电分区之间的相互支持维持三个配电分区的稳定运行，需要控制三端口变换器对三个配电分区电源发出的功率进行调配。由于三个端口之间功率的传输方向及大小均具有不确定性，所以提出了一种控制方案，在不影响其他配电分区的正常工作的情况下，使功率短缺的配电分区的直流母线电压快速准确地到达稳定运行的电压范围内。此控制策略使三个配电分区互为支持，对于提高三个配电分区的容错性能、持续供电能力和可靠性是非常有意义的。
本发明的目的在于提供一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法，主要贡献和特点在于：
设计实现了三端口变换器为调控节点的三分区配电系统功率按需传输的系统级控制策略，在此控制策略下可实现：
(1)本专利根据每个配电分区的运行状态，对三个配电分区中电源发出的功率进行调配，在各配电分区均能够满足运行条件的前提下，实现三个配电分区间自动电能按需传输。
(2)在三端口变换器所连接的三个配电分区之间进行功率传输时，输出功率的配电分区的直流母线电压不会低于其稳定运行的最低电压阈值，吸收功率的配电分区的直流母线电压将处于某个设定的稳定运行电压值上。
结合附图1与附图2，本发明的目的是这样实现的：
如附图1所示，三个配电分区以硬件解耦的隔离型三端口变换器为电能调控的节点，三端口变换器的拓扑结构如图中虚线所示，高频变压器HFT1(High FrequencyTransformer)的两侧分别连接全桥变换器A和C，高频变压器HFT2全桥变换器B和C。全桥变换器A中所有开关管的占空比均为0.5，且同桥臂上下两个开关管处于互补导通模式，桥臂A1和A2之间的移相角固定为180°。全桥变换器B和C与全桥变换器A具有相同的工作模式。可将此硬件解耦的隔离型三端口变换器分成两个双有源桥变换器进行分析，双有源桥变换器本身的工作原理为成熟技术在此不再赘述。图示的三端口变换器三个端口分别连接三个直流配电分区，分别标注为配电分区A、B和C。以配电分区A为例，在该分区中接有电源PSA(例如可以是由光伏或者风力发电所提供的电源等)和负载(图中以集中负载RA表示)。配电分区 B和C的配置与配电分区A相似，不再赘述。附图1中的电流传感器CSA、CSB和CSC分别用于测量配电分区A、B和C中的电流iA、iB和iC，电压传感器VSA、VSB和VSC分别用于测量配电分区A、B和C的直流母线电压uA、uB和uC。
硬件解耦的隔离型三端口变换器可以看做是由全桥变换器A、C和全桥变换器B、C分别构成的两个双有源桥组合而成的，分别对这两个双有源桥变换器进行控制，实现对三端口变换器的控制。在本专利所设计的控制策略中，全桥变换器A和C组成的双有源桥变换器与全桥变换器B和C组成的双有源桥变换器的关系是对等的，并且采用的控制策略和控制系统结构完全一致，因此以下以全桥变换器A和C组成的双有源桥变换器为例对所提控制策略进行说明。
如附图2所示，调控机制1控制配电分区A通过三端口变换器向外输出功率，调控机制 2控制配电分区C通过三端口变换器向外输出功率。在调控机制1中存在并行的电压环A和电流环A，两个环路中分别将给定信号uAN、uHC与反馈量uA、uC作差，将得到的偏差量eA1和eA2经过各自的PI控制器GCA和GVA得到移相角信号
Figure BDA0001786077760000061
和
Figure BDA0001786077760000062
将信号
Figure BDA0001786077760000063
和
Figure BDA0001786077760000064
送入取小环节min1(x,y)，从中选出较小作为移相角信号
Figure BDA0001786077760000065
调控机制2也在相同的算法下得到移相角信号
Figure BDA0001786077760000066
再将得到的两个移相角信号
Figure BDA0001786077760000067
和
Figure BDA0001786077760000068
作差得到最终的全桥变换器A相对于全桥变换器C的驱动脉冲移相角
Figure BDA0001786077760000069
全桥变换器B和C组成的双有源桥变换器与以上所述控制算法一致，在此不再赘述。可得到全桥变换器B相对于全桥变换器C的驱动脉冲移相角
Figure BDA00017860777600000610
结合附图1和附图2，对专利所述以三端口变换器为调控节点实现三隔离配电分区功率自动调控的控制方法的执行流程说明如下：
(1)首先在系统上电初始阶段，进行与系统控制相关的软件和硬件初始化工作，包括置程序中的电流控制器和电压控制器的输出信号
Figure BDA00017860777600000611
和
Figure BDA00017860777600000612
为0。并且根据系统稳定运行条件，设定配电分区A和B的直流母线稳定运行电压分别为uAN和uBN，配电分区C稳定运行的母线电压上限和下限阈值分别为uHC和uLC。
(2)利用电压传感器VSA、VSB和VSC分别得到配电分区A、B和C的直流母线电压值uA、uB和uC。再根据电压下垂控制模块A～D，得出电流环A～D的指令信号分别为 iAR＝KA(uA-uAN)、iCR1＝KC1(uC-uCL)、iBR＝KB(uB-uBN)、iCR2＝KC2(uC-uCL)。
(3)将(2)中得出的信号iAR、iCR1、iBR和iCR2依次作为电流环A～D的指令信号分别与反馈电流iA、iC、iB和iC作差，再将得出的差值信号eA1、eB1、eC1和eD1送入对应的PI控制器GCA、GCB、GCC和GCD，通过运算得到控制信号
Figure BDA00017860777600000613
和
Figure BDA00017860777600000614
将电压阈值uAN、 uHC、uBN和uHC依次作为电压环A～D的指令信号分别与各个配电分区的直流母线电压uA、uC、 uB和uC作差，再将得出的差值信号eA2、eB2、eC2和eD2送入对应的PI控制器GVA、GVB、GVC和GVD，通过运算得到控制信号
Figure BDA00017860777600000615
和
Figure BDA00017860777600000616
由此得出四组信号：
Figure BDA00017860777600000617
和
Figure BDA00017860777600000618
和
Figure BDA00017860777600000619
和
Figure BDA00017860777600000620
和
Figure BDA00017860777600000621
(4)将信号第一组信号
Figure BDA00017860777600000622
和
Figure BDA00017860777600000623
送入min1(x,y)，选择出
Figure BDA00017860777600000624
和
Figure BDA00017860777600000625
中较小的值作为配电分区A向配电分区C传输功率的移相角信号
Figure BDA00017860777600000626
同时也将另外三组信号
Figure BDA00017860777600000627
和
Figure BDA00017860777600000628
和
Figure BDA00017860777600000629
和
Figure BDA00017860777600000630
送入各自的取小环节min2、min3和min4，从而选出输出的移相角信号
Figure BDA00017860777600000631
Figure BDA00017860777600000632
和
Figure BDA00017860777600000633
(5)将信号
Figure BDA00017860777600000634
和
Figure BDA00017860777600000635
作差得到全桥变换器A相对于全桥变换器C的移相角信号
Figure BDA00017860777600000636
将信号
Figure BDA0001786077760000071
和
Figure BDA0001786077760000072
作差得到全桥变换器B相对于全桥变换器C移相角信号
Figure BDA0001786077760000073
(6)以全桥变换器C作为移相角参考位置，将移相角控制信号
Figure BDA0001786077760000074
作为全桥变换器载波A和B的移相控制信号，并以幅值为二分之一载波周期的信号作为调制信号用于PWM调制，最终得到用于两全桥变换器A和B开关管驱动的脉冲信号。
(7)在没有得到停机指令的情况下重复执行(2)～(6)步骤，否则退出运行状态。
采用专利所述方法，根据系统的输入功率，将配电分区A、B直流母线期望的电压稳定运行值分别设定为：uAN＝1800V、uBN＝1800V；将配电分区C稳定运行的低电压阈值与高电压阈值分别设定为：uCL＝1750V、uCH＝1850V；三个配电分区的集中负载RA＝RB＝RB＝10Ω。配电分区A的电源PSA输出功率在0～0.3s时为4000W，在0.3～1.3s时为3062W，在1.3～3s时为3422W；配电分区B的电源PSB输出功率在0～0.8s时为40kW，在0.8～1.8s时为3062W，在1.8～3s时为3610W；配电分区C的电源PSC输出功率在0～2.3s时为40kW，在2.3～3s时为2890W。通过仿真得到三个配电分区的直流母线电压波形uA、uB和uC如附图3所示。配电分区A、B和C通过三端口变换器输出功率PA、PB和PC波形如附图4所示。

Claims (1)

1.一种基于三端口变换器实现配电分区功率自动调控的方法，其特征在于，具体的实现步骤如下：
步骤1.在系统上电初始阶段，进行与系统控制相关的软件和硬件初始化工作，使第一移相角
Figure FDA0003235195520000011
第二移相角
Figure FDA0003235195520000012
第三移相角
Figure FDA0003235195520000013
第四移相角
Figure FDA0003235195520000014
第五移相角
Figure FDA0003235195520000015
第六移相角
Figure FDA0003235195520000016
第七移相角
Figure FDA0003235195520000017
第八移相角
Figure FDA0003235195520000018
并根据系统稳定运行条件，设定配电分区A直流母线稳定运行电压为uAN，配电分区B的直流母线稳定运行电压为uBN，配电分区C稳定运行的母线电压上限阈值为uHC、下限阈值为uLC；
步骤2.利用第一电压传感器VSA测得第一直流母线电压uA，第二电压传感器VSB测得第二直流母线电压uB，第三电压传感器VSC测得第三直流母线电压uC，根据电压下垂控制模块A～D，得出电流环A～D的指令信号，第一电流指令信号iAR＝KA(uA-uAN)，第二电流指令信号iCR1＝KC(uC-uCL)，第三电流指令信号iBR＝KB(uB-uBN)，第四电流指令信号iCR2＝KD(uC-uCL)；
步骤3.第一电流传感器CSA测得配电分区A的第一电流iA，第二电流传感器CSB测得配电分区B的第二电流iB，第三电流传感器CSC测得配电分区C的第三电流iC，电流环A～D的第一电流差值信号eA1＝iAR-iA、第二电流差值信号eB1＝iCR1-iC、第三电流差值信号eC1＝iBR-iB、第四电流差值信号eD1＝iCR2-iC，eA1通过第一PI控制器GCA得到
Figure FDA0003235195520000019
eB1通过第二PI控制器GCB得到
Figure FDA00032351955200000110
eC1通过第三PI控制器GCC得到
Figure FDA00032351955200000111
eD1通过第四PI控制器GCD得到
Figure FDA00032351955200000112
第一电压差值信号eA2＝uAN-uA，第二电压差值信号eB2＝uHC-uC，第三电压差值信号eC2＝uBN-uB，第四电压差值信号eD2＝uHC-uC，eA2通过第五PI控制器GVA得到
Figure FDA00032351955200000113
eB2通过第六PI控制器GVB得到
Figure FDA00032351955200000114
eC2通过第七PI控制器GVC得到
Figure FDA00032351955200000115
eD2通过第八PI控制器GVD得到
Figure FDA00032351955200000116
由以上工作得到四组信号
Figure FDA00032351955200000117
和
Figure FDA00032351955200000118
和
Figure FDA00032351955200000119
和
Figure FDA00032351955200000120
和
Figure FDA00032351955200000121
步骤4.选择出第一组信号
Figure FDA00032351955200000122
中较小的值作为配电分区A向配电分区C传输功率的第九移相角信号
Figure FDA00032351955200000123
选择出第二组信号
Figure FDA00032351955200000124
中较小的值作为配电分区C向配电分区A传输功率的第十移相角信号
Figure FDA00032351955200000125
选择出第三组信号
Figure FDA00032351955200000126
中较小的值作为配电分区B向配电分区C传输功率的第十一移相角信号
Figure FDA00032351955200000127
选择出第四组信号
Figure FDA00032351955200000128
中较小的值作为配电分区C向配电分区B传输功率的第十二移相角信号
Figure FDA00032351955200000129
步骤5.将
Figure FDA00032351955200000130
和
Figure FDA00032351955200000131
作差得到全桥变换器A相对于全桥变换器C的第一驱动脉冲移相角
Figure FDA00032351955200000132
将信号
Figure FDA00032351955200000133
和
Figure FDA00032351955200000134
作差得到全桥变换器B相对于全桥变换器C的第二驱动脉冲移相角
Figure FDA00032351955200000135
步骤6.以全桥变换器C作为移相角参考位置，将
Figure FDA00032351955200000136
作为第一全桥变换器A的第一移相控制信号，将
Figure FDA00032351955200000137
作为第二全桥变换器B的第二移相控制信号，并以幅值为二分之一载波周期的信号作为调制信号用于PWM调制，最终得到用于两全桥变换器A和B开关管驱动的脉冲信号；
步骤7.在没有得到停机指令的情况下重复执行(2)～(6)步骤，否则退出运行状态；
配电分区A、B、C以硬件解耦的隔离型三端口变换器为电能调控的节点，高频变压器HFT1的两侧分别连接第一全桥变换器A和第三全桥变换器C，高频变压器HFT2的两侧分别连接第二全桥变换器B和第三全桥变换器C，第一全桥变换器A中所有开关管的占空比均为0.5，且同桥臂上下两个开关管处于互补导通模式，桥臂A1和A2之间的移相角固定为180°，第二全桥变换器B和第三全桥变换器C与第一全桥变换器A具有相同的工作模式；
配电分区A中接有电源PSA，配电分区B和C的配置与配电分区A相同，全桥变换器A和C组成的双有源桥变换器与全桥变换器B和C组成的双有源桥变换器的关系是对等的，并且采用的控制策略和控制系统结构完全一致；
根据系统的输入功率，将配电分区A、B直流母线期望的电压稳定运行值分别设定为：uAN＝1800V、uBN＝1800V；将配电分区C稳定运行的低电压阈值与高电压阈值分别设定为：uCL＝1750V、uCH＝1850V；三个配电分区的集中负载RA＝RB＝RB＝10Ω；配电分区A的电源PSA输出功率在0～0.3s时为4000W，在0.3～1.3s时为3062W，在1.3～3s时为3422W；配电分区B的电源PSB输出功率在0～0.8s时为40kW，在0.8～1.8s时为3062W，在1.8～3s时为3610W；配电分区C的电源PSC输出功率在0～2.3s时为40kW，在2.3～3s时为2890W。
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