CN111722007A - 多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置 - Google Patents

多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111722007A
CN111722007A CN201910220275.9A CN201910220275A CN111722007A CN 111722007 A CN111722007 A CN 111722007A CN 201910220275 A CN201910220275 A CN 201910220275A CN 111722007 A CN111722007 A CN 111722007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
port
active bridge
core
magnetic core
common
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910220275.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111722007B (zh
Inventor
沙广林
段青
盛万兴
马春艳
赵彩虹
谭璐
洪君
田昕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201910220275.9A priority Critical patent/CN111722007B/zh
Publication of CN111722007A publication Critical patent/CN111722007A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111722007B publication Critical patent/CN111722007B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

本发明涉及多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置，所述方法包括：根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源；利用所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源确定多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率。本发明提供的技术方案通过解析多端口隔离型直流变换器的有源桥拓扑结构共性、谐振单元类型以及多绕组磁路耦合关系，提出了多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率分析方法，为优化多端口隔离型直流变换器的能量传输、分配控制，提升效率和功率密度奠定了坚实的基础。

Description

多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置
技术领域
本发明涉及交直流混合配电的技术领域，具体涉及多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置。
背景技术
随着更大规模的配电需求与更多类型的“源”与“荷”元素接入，带来了配电网复杂性激增、设备间交互作用愈加频繁与激烈、多向功率流动更加明显、以及电气隔离与保护要求更加严格等一系列问题。以能量路由器为枢纽构建的交直流混合配电系统，实现了分布式电源、柔性负荷的即插即用、交直流电力定制和潮流主动可控等功能。
在此背景下，多端口隔离型直流变换器(Multiport Bidirectional IsolatedDC/DC Converter,MBIDC)应运而生，作为能量路由器的核心环节，其利用多绕组中高频变压器的交变磁场耦合结构建立中高频交流共用能量回路，实现多个电压等级的直流电压变换、能量交换与电气隔离，减少了变换级数与开关器件数量，降低成本、提升效率，进一步优化了变换器拓扑结构，简化交直流配电系统架构；
此外，多端口融合所带来的集中控制，更利于不同端口间能量传输的统一调配，显著提升直流环节的接纳能力与供电性能。但MBIDC因多绕组磁路关系复杂，且变换器的有源桥和谐振单元结构多变，造成了变换器拓扑耦合等一系列问题，所以建立MBIDC的等效模型、分析多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率成为目前亟待解决的关键问题。
发明内容
本发明提供多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置，通过本方法，解析多端口隔离型直流变换器的有源桥拓扑结构共性、谐振单元类型以及多绕组磁路耦合关系，根据有源桥交流侧电压激励源的频域相量和多绕组耦合等效电感，确定多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率，为优化多端口隔离型直流变换器的能量传输、分配控制，提升效率和功率密度奠定坚实的基础。
本发明提供的多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法，所述多端口隔离型直流变换器包括：共用磁芯及共用磁芯的端口对应的谐振单元和有源桥，其改进之处在于，包括：
根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源；
利用所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源确定多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率。
优选的，所述根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源之前，包括：
按下式确定所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量
Figure BDA0002003385230000021
Figure BDA0002003385230000022
上式中，Vi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角。
优选的，所述根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源之前，包括：
按下式确定所述共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯的绕组耦合等效电感Zm：
Figure BDA0002003385230000023
上式中，Mix为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mim为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mmx为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Lmm为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组的等效自感，K为共用磁芯的的端口总数。
优选的，所述根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源，包括：
按下式确定共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源
Figure BDA0002003385230000031
Figure BDA0002003385230000032
上式中，
Figure BDA0002003385230000033
分别为共用磁芯的第i个端口和第x个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量，Zp为共用磁芯的第p个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zq为共用磁芯的第q个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zy为共用磁芯的第y个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zi为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zx为共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，ω为角频率，j为设定的复数，K为多端口隔离型直流变换器的端口总数。
优选的，所述利用共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源确定多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率，包括：
按下式确定共用磁芯的第i个端口对应的有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000034
有功功率分量pi及无功功率分量qi：
Figure BDA0002003385230000035
上式中，
Figure BDA0002003385230000036
是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量
Figure BDA0002003385230000037
的共轭复数，Vi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，
Figure BDA0002003385230000038
为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源，ω为角频率，j为设定的复数，
Figure BDA0002003385230000041
为有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000042
的实部，
Figure BDA0002003385230000043
为有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000044
的虚部，pi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的有功功率分量，qi是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的无功功率分量。
多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定装置，所述多端口隔离型直流变换器包括：共用磁芯及共用磁芯的端口对应的谐振单元和有源桥，其改进之处在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源；
第二确定模块，用于利用所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源确定多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率。
优选的，所述第一确定模块，包括：
第一计算单元，用于按下式确定所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量
Figure BDA0002003385230000045
Figure BDA0002003385230000046
上式中，Vi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角。
第二计算单元，用于按下式确定所述共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯的绕组耦合等效电感Zm：
Figure BDA0002003385230000047
上式中，Mix为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mim为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mmx为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Lmm为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组的等效自感，K为共用磁芯的的端口总数。
第三计算单元，用于按下式确定共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源
Figure BDA0002003385230000051
Figure BDA0002003385230000052
上式中，
Figure BDA0002003385230000053
分别为共用磁芯的第i个端口和第x个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量，Zp为共用磁芯的第p个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zq为共用磁芯的第q个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zy为共用磁芯的第y个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zi为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zx为共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，ω为角频率，j为设定的复数，K为多端口隔离型直流变换器的端口总数。
优选的，所述第二确定模块，用于：
按下式确定共用磁芯的第i个端口对应的有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000054
有功功率分量pi及无功功率分量qi：
Figure BDA0002003385230000055
上式中，
Figure BDA0002003385230000056
是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量
Figure BDA0002003385230000057
的共轭复数，Vi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，
Figure BDA0002003385230000058
为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源，ω为角频率，j为设定的复数，
Figure BDA0002003385230000061
为有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000062
的实部，
Figure BDA0002003385230000063
为有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000064
的虚部，pi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的有功功率分量，qi是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的无功功率分量。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
本发明提供了多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置，解析了多端口隔离型直流变换器的有源桥拓扑结构共性、谐振单元类型以及多绕组磁路耦合关系，根据有源桥交流侧电压激励源的频域相量和多绕组耦合等效电感，确定了多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率，为优化多端口隔离型直流变换器的能量传输、分配控制，提升交直流混合配电系统的效率和功率密度奠定了坚实的基础。
附图说明
图1是本发明提供的多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法的流程图；
图2是本发明实施例中多端口隔离型直流变换器示意图；
图3是本发明实施例中多端口隔离型直流变换器Y型等效电路结构示意图；
图4是本发明实施例中多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定装置结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例一
本发明实施例提出多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法，流程图如图1所示，包括：
根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源；
利用所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源确定多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率。
多端口隔离型直流变换器包括多绕组共用磁芯及共用磁芯的端口对应的谐振单元和有源桥，其结构如图2所示。
依据MBIDC电压激励源的方波特性，按下式确定所述多端口隔离型直流变换器的第i个端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量
Figure BDA0002003385230000065
Figure BDA0002003385230000071
上式中，Vi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角。
假定多端口隔离型直流变换器的各绕组星型连接点均为同名端，多端口隔离型直流变换器Y型等效电路结构如图3所示，按下式确定多端口隔离型直流变换器共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯的绕组耦合等效电感Zm：
Figure BDA0002003385230000072
上式中，Mix为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mim为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mmx为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Lmm为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组的等效自感，K为共用磁芯的的端口总数。
采用频域的相量分析方法分析MBIDC变换器的各类拓扑输出特性，建立多类型有源桥结构共有特性模型，按下式确定多端口隔离型直流变换器共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源
Figure BDA0002003385230000073
Figure BDA0002003385230000074
上式中，
Figure BDA0002003385230000075
分别为共用磁芯的第i个端口和第x个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量，Zp为共用磁芯的第p个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zq为共用磁芯的第q个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zy为共用磁芯的第y个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zi为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zx为共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，ω为角频率，j为设定的复数，K为多端口隔离型直流变换器的端口总数。
按下式确定多端口隔离型直流变换器共用磁芯的第i个端口对应的有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000081
有功功率分量pi及无功功率分量qi：
Figure BDA0002003385230000082
上式中，
Figure BDA0002003385230000083
是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量
Figure BDA0002003385230000084
的共轭复数，Vi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，
Figure BDA0002003385230000085
为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源，ω为角频率，j为设定的复数，
Figure BDA0002003385230000086
为有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000087
的实部，
Figure BDA0002003385230000088
为有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000089
的虚部，pi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的有功功率分量，qi是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的无功功率分量。
实施例二
本发明实施例提出多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定装置，其结构图如图4所示，包括：
第一确定模块，用于根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源；
第二确定模块，用于利用所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源确定多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率。
多端口隔离型直流变换器包括共用磁芯及共用磁芯的端口对应的谐振单元和有源桥。
所述第一确定模块，包括：
第一计算单元，用于按下式确定所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量
Figure BDA0002003385230000091
Figure BDA0002003385230000092
上式中，Vi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角。
第二计算单元，用于按下式确定所述共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯的绕组耦合等效电感Zm：
Figure BDA0002003385230000093
上式中，Mix为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mim为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mmx为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Lmm为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组的等效自感，K为共用磁芯的的端口总数。
第三计算单元，用于按下式确定共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源
Figure BDA0002003385230000094
Figure BDA0002003385230000095
上式中，
Figure BDA0002003385230000096
分别为共用磁芯的第i个端口和第x个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量，Zp为共用磁芯的第p个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zq为共用磁芯的第q个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zy为共用磁芯的第y个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zi为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zx为共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，ω为角频率，j为设定的复数，K为多端口隔离型直流变换器的端口总数。
所述第二确定模块，用于：
按下式确定共用磁芯的第i个端口对应的有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000101
有功功率分量pi及无功功率分量qi：
Figure BDA0002003385230000102
上式中，
Figure BDA0002003385230000103
是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量
Figure BDA0002003385230000104
的共轭复数，Vi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，
Figure BDA0002003385230000105
为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源，ω为角频率，j为设定的复数，
Figure BDA0002003385230000106
为有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000107
的实部，
Figure BDA0002003385230000108
为有源桥复功率
Figure BDA0002003385230000109
的虚部，pi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的有功功率分量，qi是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的无功功率分量。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法，所述多端口隔离型直流变换器包括：共用磁芯及共用磁芯的端口对应的谐振单元和有源桥，其特征在于，所述方法包括：
根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源；
利用所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源确定多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源之前，包括：
按下式确定所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量
Figure FDA0002003385220000011
Figure FDA0002003385220000012
上式中，Vi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源之前，包括：
按下式确定所述共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯的绕组耦合等效电感Zm：
Figure FDA0002003385220000013
上式中，Mix为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mim为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mmx为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Lmm为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组的等效自感，K为共用磁芯的的端口总数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源，包括：
按下式确定共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源
Figure FDA0002003385220000021
Figure FDA0002003385220000022
上式中，
Figure FDA0002003385220000023
分别为共用磁芯的第i个端口和第x个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量，Zp为共用磁芯的第p个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zq为共用磁芯的第q个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zy为共用磁芯的第y个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zi为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zx为共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，ω为角频率，j为设定的复数，K为多端口隔离型直流变换器的端口总数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源确定多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率，包括：
按下式确定共用磁芯的第i个端口对应的有源桥复功率
Figure FDA0002003385220000024
有功功率分量pi及无功功率分量qi：
Figure FDA0002003385220000025
上式中，
Figure FDA0002003385220000026
是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量
Figure FDA0002003385220000027
的共轭复数，Vi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，
Figure FDA0002003385220000031
为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源，ω为角频率，j为设定的复数，
Figure FDA0002003385220000032
为有源桥复功率
Figure FDA0002003385220000033
的实部，
Figure FDA0002003385220000034
为有源桥复功率
Figure FDA0002003385220000035
的虚部，pi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的有功功率分量，qi是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的无功功率分量。
6.多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定装置，所述多端口隔离型直流变换器包括：共用磁芯及共用磁芯的端口对应的谐振单元和有源桥，其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于根据所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量和共用磁芯的绕组耦合等效电感确定所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源；
第二确定模块，用于利用所述共用磁芯的端口对应的有源桥交流侧电流激励源确定多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：
第一计算单元，用于按下式确定所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电压激励源的频域相量
Figure FDA0002003385220000036
Figure FDA0002003385220000037
上式中，Vi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为所述共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于所述共用磁芯的第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：
第二计算单元，用于按下式确定所述共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯的绕组耦合等效电感Zm：
Figure FDA0002003385220000038
上式中，Mix为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mim为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Mmx为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组与共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组间的等效互感，Lmm为共用磁芯的第m个端口对应的共用磁芯绕组的等效自感，K为共用磁芯的的端口总数。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：
第三计算单元，用于按下式确定共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源
Figure FDA0002003385220000041
Figure FDA0002003385220000042
上式中，
Figure FDA0002003385220000043
分别为共用磁芯的第i个端口和第x个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量，Zp为共用磁芯的第p个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zq为共用磁芯的第q个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zy为共用磁芯的第y个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zi为共用磁芯的第i个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，Zx为共用磁芯的第x个端口对应的共用磁芯绕组的耦合等效电感，ω为角频率，j为设定的复数，K为多端口隔离型直流变换器的端口总数。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，用于：
按下式确定共用磁芯的第i个端口对应的有源桥复功率
Figure FDA0002003385220000044
有功功率分量pi及无功功率分量qi：
Figure FDA0002003385220000045
上式中，
Figure FDA0002003385220000046
是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流电压激励源的频域相量
Figure FDA0002003385220000047
的共轭复数，Vi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的直流侧电压，αi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥超前臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，αi-1为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥滞后臂开关管的驱动信号延迟参考相位相对于第1个端口对应的有源桥超前臂开关管驱动信号相位的移相角，
Figure FDA0002003385220000051
为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥交流侧电流激励源，ω为角频率，j为设定的复数，
Figure FDA0002003385220000052
为有源桥复功率
Figure FDA0002003385220000053
的实部，
Figure FDA0002003385220000054
为有源桥复功率
Figure FDA0002003385220000055
的虚部，pi为共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的有功功率分量，qi是共用磁芯的第i个端口对应的有源桥的无功功率分量。
CN201910220275.9A 2019-03-22 2019-03-22 多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置 Active CN111722007B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910220275.9A CN111722007B (zh) 2019-03-22 2019-03-22 多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910220275.9A CN111722007B (zh) 2019-03-22 2019-03-22 多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111722007A true CN111722007A (zh) 2020-09-29
CN111722007B CN111722007B (zh) 2024-05-14

Family

ID=72562630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910220275.9A Active CN111722007B (zh) 2019-03-22 2019-03-22 多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111722007B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116247958A (zh) * 2023-05-10 2023-06-09 东南大学 一种多端口磁网络能源路由器及控制方法、设备

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355294A (en) * 1992-11-25 1994-10-11 General Electric Company Unity power factor control for dual active bridge converter
JP2001505760A (ja) * 1997-06-19 2001-04-24 ウィスコンシン アラムニ リサーチ ファンデーション 方形波インバータとｄｃバス制御とを備えたハイブリッド並列能動／受動フィルタシステムによる電力線高調波の低減
CN1922498A (zh) * 2003-09-30 2007-02-28 株式会社埃尔博特 磁桥型功率传感器
US20080212340A1 (en) * 2005-06-09 2008-09-04 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Method For Operating A Power Converter In A Soft-Switching Range
CN105099200A (zh) * 2015-07-11 2015-11-25 中国矿业大学(北京) 移相控制双有源桥直流变换器交流相量分析法及建模方法
CN106199467A (zh) * 2016-06-14 2016-12-07 华中科技大学 一种大尺寸磁芯高频磁化特性的测量装置及磁芯匝数选取方法
CN106374451A (zh) * 2016-11-18 2017-02-01 合肥工业大学 基于多端口变换器的直流住宅用能量路由器及其控制方法
CN108832657A (zh) * 2018-06-22 2018-11-16 太原理工大学 交直流混合微电网双向功率变换器虚拟同步电机控制方法
CN108880264A (zh) * 2018-06-28 2018-11-23 合肥工业大学 具备软启动功能的双有源桥直流变换器控制方法
CN109271698A (zh) * 2018-09-10 2019-01-25 国电南瑞科技股份有限公司 一种谐振型双有源桥变换器建模、降阶、设计方法、装置及系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355294A (en) * 1992-11-25 1994-10-11 General Electric Company Unity power factor control for dual active bridge converter
JP2001505760A (ja) * 1997-06-19 2001-04-24 ウィスコンシン アラムニ リサーチ ファンデーション 方形波インバータとｄｃバス制御とを備えたハイブリッド並列能動／受動フィルタシステムによる電力線高調波の低減
CN1922498A (zh) * 2003-09-30 2007-02-28 株式会社埃尔博特 磁桥型功率传感器
US20080212340A1 (en) * 2005-06-09 2008-09-04 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Method For Operating A Power Converter In A Soft-Switching Range
CN105099200A (zh) * 2015-07-11 2015-11-25 中国矿业大学(北京) 移相控制双有源桥直流变换器交流相量分析法及建模方法
CN106199467A (zh) * 2016-06-14 2016-12-07 华中科技大学 一种大尺寸磁芯高频磁化特性的测量装置及磁芯匝数选取方法
CN106374451A (zh) * 2016-11-18 2017-02-01 合肥工业大学 基于多端口变换器的直流住宅用能量路由器及其控制方法
CN108832657A (zh) * 2018-06-22 2018-11-16 太原理工大学 交直流混合微电网双向功率变换器虚拟同步电机控制方法
CN108880264A (zh) * 2018-06-28 2018-11-23 合肥工业大学 具备软启动功能的双有源桥直流变换器控制方法
CN109271698A (zh) * 2018-09-10 2019-01-25 国电南瑞科技股份有限公司 一种谐振型双有源桥变换器建模、降阶、设计方法、装置及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨旭;王卫;王盼宝;刘桂花;王凯峰;: "基于串联谐振网络的三端口DC/DC变换器解耦方法", 电网技术, vol. 41, no. 2, pages 478 - 485 *
杨超等: "PWM 与移相结合控制下的混合三电平 隔离型双向DC-DC 最小回流功率控制研究", 《电工技术学报》, vol. 34, no. 15, pages 3186 - 3197 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116247958A (zh) * 2023-05-10 2023-06-09 东南大学 一种多端口磁网络能源路由器及控制方法、设备
CN116247958B (zh) * 2023-05-10 2023-09-19 东南大学 一种多端口磁网络能源路由器及控制方法、设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN111722007B (zh) 2024-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rashidi et al. Design and development of a high-frequency multiport solid-state transformer with decoupled control scheme
Kandasamy et al. Inter‐module state‐of‐charge balancing and fault‐tolerant operation of cascaded H‐bridge converter using multi‐dimensional modulation for electric vehicle application
US11552578B1 (en) Symmetric hybrid converters
CN113030613B (zh) 直流变压器整机测试系统及方法
Lu et al. Fault‐tolerant predictive current control with two‐vector modulation for six‐phase permanent magnet synchronous machine drives
CN117630668A (zh) 基于对称模块组的高压直挂储能模块测试系统和控制方法
de Oliveira et al. Field oriented predictive current control on NPC driving an induction motor
CN111722007A (zh) 多端口隔离型直流变换器的有源桥复功率确定方法及装置
Yadeo et al. Transistor clamped dual active bridge DC‐DC converter to reduce voltage and current stress in low voltage distribution network
Zhang et al. Computationally Efficient Cascaded Predictive Control for Hybrid-Inverter Fed Open-Winding PMSM Drive With Fast Partial Preselection
Chakrabarti et al. Winding open‐circuit fault‐tolerant operation of single DC‐link dual‐inverter fed three‐phase open‐end induction motor drive
Xu et al. Model predictive duty cycle control for three‐phase Vienna rectifiers
Keerthipati et al. UPSC SVPWM controlled multi‐level inverter topology for multiple pole‐pair induction motor drive for minimising torque ripple
Stefanski et al. A novel high dynamic six phase 120 kW Power Hardware in the Loop Emulation Test Bench for emulating AC/DC Grids and Electrical Machines
Babaee Vandishi et al. A new quasi‐Z‐source switched‐boost four‐switch three‐phase inverter with independent shoot‐through and non‐shoot‐through modulation indexes
Zhang et al. Multiple modularity topology for smart transformers based on matrix converters
CN105137197B (zh) 多功率模块并联的换流器中均流电抗器值的确定方法
CN114678884A (zh) 一种用于低频输电变流器子模块的运行试验方法
Wang et al. A hybrid arm‐multiplexing MMC for DC fault ride‐through without blocking
Abdelrahman et al. Transformer‐less unified power flow controller in medium voltage distribution networks
Yan et al. Master–slave modulated model predictive control to optimize current tracking for parallel cascaded H-bridge power supplies
Wang et al. Finite‐control‐set model predictive control for eight‐switch three‐phase NPC converters
Yan et al. Model predictive current control for multilevel CHB‐PMSM system with lower calculation
Liu et al. An improved three-level direct torque control method of brushless doubly-fed machine based on the fixed synthesizing vector
WO2024067836A1 (zh) 一种三相四桥臂三电平逆变器的电压调节方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210326

Address after: 100192 Beijing city Haidian District Qinghe small Camp Road No. 15

Applicant after: CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Applicant after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA

Applicant after: STATE GRID SHANGHAI MUNICIPAL ELECTRIC POWER Co.

Address before: 100192 Beijing city Haidian District Qinghe small Camp Road No. 15

Applicant before: CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Applicant before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA

SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant