CN113452070A - 一种电流源型多端口柔性并网接口装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电流源型多端口柔性并网接口装置，其包括电流源AC‑DC并网变换器、储能电感和隔离型DC‑DC功率模块，所述电流源AC‑DC并网变换器的交流端作为交流并网端口连接电网，其直流端与所述储能电感和隔离型DC‑DC功率模块所属单相电流源DC‑AC变换器的直流端顺次串联，构成内部直流环路，所述隔离型DC‑DC功率模块所属单相电压源AC‑DC变换器的直流端作为低压直流端口，提供低压直流设备的能量交互端口，并基于此提出一种控制方法。本发明不需采用级联H桥拓扑并网，体积较小，有利于提高系统功率密度，可实现各端口功率的独立解耦控制，具有较好的容错能力，任意隔离DC‑DC功率模块发生直流短路故障，均可切除故障模块而不影响其他功率模块的运行。

Description

一种电流源型多端口柔性并网接口装置及控制方法
技术领域
本发明属于电力电子变流器技术，具体涉及一种电流源型多端口柔性并网接口装置及控制方法。
背景技术
近年来，发展能源互联网技术，以实现多能互补互济并提高能源利用效率，已成为推动能源转型的重要途径。随着分布式发电、储能技术、电动汽车技术和微网等技术发展，在越来越多的应用场合需要能够将大量不同类型的源、网、荷、储等设备接入电力系统。从减少变换环节、降低成本、占地和提高效率等方面考虑，用统一的多端口接口装置为各类需要接入中高压电网的设备提供即插即用的接口，要比为各个设备独立提供专用接口变换器更具优势。因此，多端口柔性并网接口装置，如现有文献广泛提到的能量路由器、多端口电力电子变压器等，逐渐获得广泛地应用。
现有接入中压交流电网的多端口并网接口装置解决方案，主要有直流电压母线耦合式、多绕组变压器耦合式和交流并网端口耦合式三种。其中，直流电压母线耦合式的典型结构如期刊论文电力电子变压器直流端口极间短路故障特性分析(姜山,范春菊,黄宁,等，中国电机工程学报，2018,38(05):1301-1309)中图1所示的电路结构，该方案采用公共低压直流母线作为各端口能量交互的中间环节，优点是各端口功率控制可以灵活解耦，但若要提供多个电气隔离的端口，则需要较多变换环节，而且为实现中压交流并网，往往采用级联H桥式拓扑，需要较多大容量电容，体积庞大，成本较高，此外，该方案中直流母线一旦发生故障，将影响全部端口的正常运行。多绕组变压器耦合式的典型结构如期刊论文Modelingand Control ofa Multiport Power Electronic Transformer(PET)forElectricTractionApplications(Gu C,Zheng Z,Xu L,et al.IEEE TRANSACTIONS ON POWERELECTRONICS,2016,31(2):915-927.)中Fig.1(c)所示的电路结构，该方案采用多绕组变压器作为各端口能量交互的中间环节，优点是结构较为紧凑、各端口电气隔离；缺点是各端口之间存在复杂强耦合关系，因此需要较为复杂、且基于准确数学模型的解耦控制算法，计算量大，对参数准确性依赖程度高，而且多绕组变压器制作较为困难，此外，在直流端口发生故障时需要闭锁全部端口变换器，容错能力较差。交流并网端口耦合式的典型结构如期刊论文Analysis and Control ofaNovel Modular-Based Energy Router forDC MicrogridCluster(Tu C,Xiao F,Lan Z,et al.IEEE Journal ofEmerging and SelectedTopicsinPower Electronics,2019)中Fig.3所示电路结构，该方案各端口的能量交互环节及中压并网端口，优点是变换环节少、模块化程度高；缺点是各模块功率受到支撑并网电压要求及自身器件耐压水平限制，不能过于不均衡，因此不具备端口功率灵活解耦的能力。
综上，现有技术或者造成装置体积庞大，功率密度较低；或者端口功率控制无法灵活解耦；或者解耦算法较为复杂，不易实现。因此，设计一种电流源型多端口柔性并网接口装置以提高系统功率密度、实现独立解耦控制是十分必要且又相当迫切的。
发明内容
针对以上情况，本发明提供一种电流源型多端口柔性并网接口装置，其包括电流源AC-DC并网变换器、储能电感和隔离型DC-DC功率模块，所述电流源AC-DC并网变换器的交流端作为交流并网端口连接电网，其直流端与所述储能电感和隔离型DC-DC功率模块所属电流源DC-AC变换器的直流端顺次串联，构成内部直流环路，所述隔离型DC-DC功率模块所属电压源AC-DC变换器的直流端作为低压直流端口，提供低压直流设备的能量交互端口，并基于此提出一种控制方法。本发明不需采用级联H桥拓扑并网，体积较小，有利于提高系统功率密度，可实现各端口功率的独立解耦控制，具有较好的容错能力，任意隔离DC-DC功率模块发生故障，均可闭合而不影响其他功率模块的运行。
本发明提供一种电流源型多端口柔性并网接口装置，其包括电流源AC-DC并网变换器、储能电感和隔离型DC-DC功率模块，所述电流源AC-DC并网变换器的交流端作为交流并网端口连接电网，其直流端与所述储能电感和隔离型DC-DC功率模块所属单相电流源DC-AC变换器的直流端顺次串联，构成内部直流环路，所述隔离型DC-DC功率模块所属单相电压源AC-DC变换器的直流端作为低压直流端口，提供低压直流设备的能量交互端口，所述电流源AC-DC并网变换器包括交流滤波器和电流源AC-DC功率变换电路，所述交流滤波器包括交流滤波器电感和交流滤波器电容，所述电流源AC-DC功率变换电路采用三相或单相电流源桥式变换电路；
所述隔离型DC-DC功率模块包括单相电流源DC-AC变换器、高频隔离电路和单相电压源AC-DC变换器，所述单相电流源DC-AC变换器采用电流源H桥变换电路，所述单相电压源AC-DC变换器采用电压源H桥变换电路，所述高频隔离电路包含单相高频变压器和高频电感，所述高频电感的一端与所述单相高频变压器任一绕组的任一端相连，另一端与其所连绕组的另一端构成交流端口并与所述单相电流源DC-AC变换器或单相电压源AC-DC变换器的交流端相连，未连接所述高频电感的绕组与未连接所述高频电感的所述单相电流源DC-AC变换器或单相电压源AC-DC变换器的交流端相连。
进一步，所述电流源AC-DC功率变换电路的各桥臂为第一逆阻型全控开关器件或其串联支路，或第一逆导型全控开关器件与第一二极管串联构成的具有逆阻特性的支路，或第一逆导型全控开关器件反向串联支路，或半控型器件或其串联支路。
可优选的，所述单相电流源DC-AC变换器的各桥臂为第二逆阻型全控开关器件，或第二逆导型全控开关器件与第二二极管串联构成的具有逆阻特性的支路，或第二逆导型全控开关器件反向串联支路。
可优选的，所述单相电压源AC-DC变换器的各桥臂为第三逆导型全控开关器件。
可优选的，所述电流源AC-DC并网变换器和储能电感均设有1个，所述隔离型DC-DC功率模块至少设有2个。
可优选的，所述单相电流源DC-AC变换器的直流端还并联有旁路开关，所述旁路开关由机械开关或晶闸管构成。
可优选的，所述单相电压源AC-DC变换器的直流端还并联有滤波电容。
本发明的另一方面，提供一种利用前述的电流源型多端口柔性并网接口装置的控制方法，所述方法包括以下步骤：
S1、执行预充电程序：通过外部预充电或内部预充电方式，使单相电压源AC-DC变换器的直流电容电压升至额定值；
S2、对电流源AC-DC并网变换器进行闭环控制，使储能电感的电流上升至额定值并保持稳定，使并网端口功率因数为1，或根据需要向电网输出给定无功功率；
S3、根据外接设备需要，控制各低压端口的电压和功率；
S4、检测是否有处于运行状态的各隔离型DC-DC功率模块状态，若无故障，执行步骤S6；否则执行步骤S5；
S5、执行旁路程序，隔离有故障的隔离型DC-DC功率模块；
S6、检测是否有停机命令，若无停机命令，返回步骤S3；否则执行步骤S7；
S7、执行停机程序，退出运行。
可优选的，所述步骤S5中的旁路程序具体包括以下步骤：
S51、闭合有故障的隔离型DC-DC功率模块的旁路开关；
S52、闭锁有故障的隔离型DC-DC功率模块所属单相电压源AC-DC变换器各开关；
S53、向有故障的隔离型DC-DC功率模块所属单相电流源DC-AC变换器各开关发送开通信号。
可优选的，所述步骤S7中的停机程序具体包括以下步骤：
S71、闭锁隔离型DC-DC功率模块所属单相电压源AC-DC变换器各开关；
S72、开通所有DC-DC功率模块所属单相电流源DC-AC变换器各开关；
S73、控制电流源AC-DC并网变换器，使储能电感的电流逐渐降低到0之后，闭锁所有开关，退出运行。
本发明的特点和有益效果是：
1、本发明提供的电流源型多端口柔性并网接口装置，不需采用级联H桥拓扑并网，因此没有级联H桥拓扑中的众多大容量电容器；所提出的主电路拓扑用到的电容仅包括交流滤波电容和低压直流端口滤波电容，交流滤波电容数量较少，而直流端口滤波电容只需滤除高频开关分量，容量较低，因此该装置体积较小，有利于提高系统功率密度。
2、本发明提供的电流源型多端口柔性并网接口装置，通过控制稳定流过各隔离DC-DC功率模块电流源变换器直流侧的电流，使各隔离DC-DC功率模块的高频开关周期内其电流源变换器的直流电流近似不变，因此各隔离DC-DC功率模块之间影响很小，从而实现各端口功率的独立解耦控制。
3、本发明提供的电流源型多端口柔性并网接口装置，具有较好的容错能力，任意隔离DC-DC功率模块发生故障，均可通过闭合该模块的旁路开关使该模块退出运行，并不影响其他功率模块的运行。
附图说明
图1为本发明电流源型多端口柔性并网接口装置整体电路的原理图；
图2是本发明电流源型多端口柔性并网接口装置整体电路的第二种实施例；
图3a为本发明电流源AC-DC并网变换器的三相电流源桥式变换电路的第一种实施例；
图3b为本发明电流源AC-DC并网变换器的三相电流源桥式变换电路的第二种实施例；
图3c为本发明电流源AC-DC并网变换器的三相电流源桥式变换电路的第三种实施例；
图3d为本发明电流源AC-DC并网变换器的三相电流源桥式变换电路的第四种实施例；
图4a为本发明隔离型DC-DC功率模块的第一种实施例；
图4b为本发明隔离型DC-DC功率模块的第二种实施例；
图4c为本发明隔离型DC-DC功率模块的第三种实施例；
图5a为本发明电流源AC-DC并网变换器的单相电流源桥式变换电路的第一种实施例；
图5b为本发明电流源AC-DC并网变换器的单相电流源桥式变换电路的第二种实施例；
图5c为本发明电流源AC-DC并网变换器的单相电流源桥式变换电路的第三种实施例；
图5d为本发明电流源AC-DC并网变换器的单相电流源桥式变换电路的第四种实施例；
图6为本发明电流源型多端口柔性并网接口装置的控制方法流程图；
图7a为现有技术1在应用场景1下的实施例；
图7b为现有技术2在应用场景1下的实施例；
图7c为现有技术3在应用场景1下的实施例；
图7d为本发明在应用场景1下的实施例；
图8a为现有技术1在应用场景2下的实施例；
图8b为现有技术2在应用场景2下的实施例；
图8c为现有技术3在应用场景2下的实施例；
图8d为本发明在应用场景2下的实施例。
图中：
1-三相电流源AC-DC并网变换器；2-储能电感；3-隔离型DC-DC功率模块；4-旁路开关；5-单相电流源AC-DC并网变换器；6-交流滤波器电感；7-第一逆阻型全控开关器件；8-交流滤波器电容；9-第一逆导型全控开关器件；10-第一二极管；11-半控型器件；12-第二逆阻型全控开关器件；13-高频变换电路电感；14-第三逆导型全控开关器件；15-直流滤波电容；16-单相高频变压器；17-第二二极管；18-第二逆导型全控开关器件。
具体实施方式
为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
本发明提供的电流源型多端口柔性并网接口装置，在一个具体实施例中，如图1所示，其包括三相电流源AC-DC并网变换器1、储能电感2和隔离型DC-DC功率模块3，三相电流源AC-DC并网变换器1的交流端作为交流并网端口连接电网，其直流端与储能电感2和隔离型DC-DC功率模块3所属单相电流源DC-AC变换器的直流端顺次串联，构成内部直流环路，隔离型DC-DC功率模块3所属单相电压源AC-DC变换器的直流端作为低压直流端口，提供低压直流设备的能量交互端口，三相电流源AC-DC并网变换器1和储能电感2均设有1个，隔离型DC-DC功率模块3至少设有2个。
三相电流源AC-DC并网变换器1包括交流滤波器和电流源AC-DC功率变换电路，交流滤波器包括交流滤波器电感6和交流滤波器电容8，电流源AC-DC功率变换电路采用三相电流源全控桥式变换电路，各桥臂如图3a所示，为第一逆阻型全控开关器件7或其串联支路，或如图3b所示，为逆导型全控开关器件9与第一二极管10串联构成的具有逆阻特性的支路，或如图3c所示，为逆导型全控开关器件9反向串联支路。
作为一种优选方案，电流源AC-DC功率变换电路采用三相晶闸管桥式变换电路，各桥臂如图3d所示，为半控型器件11或其串联支路。
在上述实施例中，隔离型DC-DC功率模块3包括单相电流源DC-AC变换器、高频隔离电路和单相电压源AC-DC变换器，单相电流源DC-AC变换器采用电流源H桥变换电路，各桥臂如图4a所示，为第二逆阻型全控开关器件12，或如图4b所示，为第二逆导型全控开关器件18与第二二极管17串联构成的具有逆阻特性的支路，或如图4c所示，为第二逆导型全控开关器件18反向串联支路，单相电流源DC-AC变换器的直流端还并联有旁路开关4，旁路开关4由机械开关或晶闸管构成；单相电压源AC-DC变换器包含电压源H桥变换电路，电压源H桥变换电路的各桥臂由第三逆导型全控开关器件14构成，单相电压源AC-DC变换器的直流端还并联有滤波电容15；高频隔离电路包含单相高频变压器16和高频电感13，高频电感13的一端与单相高频变压器16任一绕组的任一端相连，另一端与其所连绕组的另一端构成交流端口并与单相电流源DC-AC变换器或单相电压源AC-DC变换器的交流端相连，未连接高频电感的绕组与未连接高频电感的单相电流源DC-AC变换器或单相电压源AC-DC变换器的交流端相连。
在另一个具体实施例中，如图2所示，其包括单相电流源AC-DC并网变换器5、储能电感2和隔离型DC-DC功率模块3，单相电流源AC-DC并网变换器1的交流端作为交流并网端口连接电网，其直流端与储能电感2和隔离型DC-DC功率模块3所属单相电流源DC-AC变换器的直流端顺次串联，构成内部直流环路，隔离型DC-DC功率模块3所属单相电压源AC-DC变换器的直流端作为低压直流端口，提供低压直流设备的能量交互端口，单相电流源AC-DC并网变换器1和储能电感2均设有1个，隔离型DC-DC功率模块3至少设有2个。
单相电流源AC-DC并网变换器1包括交流滤波器和电流源AC-DC功率变换电路，交流滤波器包括交流滤波器电感6和交流滤波器电容8，电流源AC-DC功率变换电路采用单相电流源全控桥式变换电路，各桥臂如图5a所示，为第一逆阻型全控开关器件7或其串联支路，或如图5b所示，为逆导型全控开关器件9与第一二极管10串联构成的具有逆阻特性的支路，或如图5c所示，为逆导型全控开关器件9反向串联支路。
作为一种优选方案，电流源AC-DC功率变换电路采用单相晶闸管桥式变换电路，各桥臂如图5d所示，为半控型器件11或其串联支路。
在上述实施例中，隔离型DC-DC功率模块与前一个具体实施例相同。
本发明的另一方面，提供一种利用前述的电流源型多端口柔性并网接口装置的控制方法，其流程图如图6所示，该方法包括以下步骤：
S1、执行预充电程序：通过外部预充电或内部预充电方式，使单相电压源AC-DC变换器的直流电容电压升至额定值。
S2、对电流源AC-DC并网变换器进行闭环控制，使储能电感的电流上升至额定值并保持稳定，使并网端口功率因数为1，或根据需要向电网输出给定无功功率。
S3、根据外接设备需要，控制各低压端口的电压和功率。
S4、检测是否有处于运行状态的各隔离型DC-DC功率模块状态，若无故障，执行步骤S6；否则执行步骤S5。
S5、执行旁路程序，隔离有故障的隔离型DC-DC功率模块。旁路程序包括以下步骤：
S51、闭合有故障的隔离型DC-DC功率模块的旁路开关。
S52、闭锁有故障的隔离型DC-DC功率模块所属单相电压源AC-DC变换器各开关。
S53、向有故障的隔离型DC-DC功率模块所属单相电流源DC-AC各开关发送开通信号。
S6、检测是否有停机命令，若无停机命令，返回步骤S3；否则执行步骤S7。
S7、执行停机程序，退出运行。停机程序包括以下步骤：
S71、闭锁隔离型DC-DC功率模块所属单相电压源AC-DC变换器各开关。
S72、开通所有DC-DC功率模块所属单相电流源DC-AC各开关。
S73、控制电流源AC-DC并网变换器，使储能电感的电流逐渐降低到0之后，闭锁所有开关，退出运行。
本发明可应用于电动汽车充电站、交直流混合配电网等需要将低压电气设备接入到中高压交流电网的场合。
以下以电动汽车充电站和含有源、网、荷、储的交直流混合配电网系统为例说明本发明的具体实施方案：
应用场景1：电动汽车充电站，主要需求如下：
1)中压交流并网侧接入中压交流电网；
2)可接入多台不同输入电压等级的电动汽车；
3)能量双向流动。
如果采用现有技术1，即直流电压母线耦合式多端口并网接口装置，如图7a所示，实现上述电动汽车充电站的要求，虽能满足要求，但需要较多变换环节，从中压交流母线到电动汽车，依次要经过AC-DC、DC-AC、高频变压器、AC-DC、DC-DC这5级变换环节，且在第一个AC-DC变换环节因采用单相H桥，其直流侧滤波电容要具备抑制二次电压波动的能力，需要较大容量。假设每相有N个功率模块，则需要3N个这样的大容量电容。因此这种方案成本高、占地大。
如果采用现有技术2，即多绕组变压器耦合式多端口并网接口装置，如图7b所示，实现上述电动汽车充电站的要求，则变换环节有所减少。从中压交流母线到电动汽车只需经过AC-DC、DC-AC、多绕组变压器、AC-DC这4级变换环节。但该方案第一级AC-DC仍需大电容，而且各个端口通过多绕组变压器相互耦合，需要复杂的解耦控制。在某输出端口发生短路后，与该端口通过多绕组变压器有联系的各端口均需闭锁。因此，该方案在成本、占地方面降低有限，且端口间存在强耦合联系，容错能力差。
如果采用现有技术3，即交流并网端口耦合式多端口并网接口装置，如图7c所示，实现上述电动汽车充电站的要求，变换环节同样有所减少，与现有技术2的变换级数相当。该方案同样需要较多数量的大电容。在端口耦合方面，该方案同一相内各功率模块的交流电压之和必须接近电网电压，而交流电流则因串联关系是相同的，这就要求各功率模块的功率不能相差过大，否则各功率模块的并网端交流电压就会不均衡，可能导致分担交流电压较大的功率模块的器件电压应力超过可耐受范围。因此该方案各端口的功率控制是难以解耦的。
如果以本发明实现上述电动汽车充电站的要求，其实施例如图7d所示。从中压交流电网到电动汽车，需要经过AC-DC、DC-AC、高频变压器、AC-DC四级，与现有技术2、3相当，少于现有技术1；本发明的并网变换器采用集中式电流源变换器结构，并不需要数量众多的大容量电容，因而体积比现有技术2、3更小；不同于现有技术2、3的实施例，本发明各个低压端口之间近似解耦，各个电动汽车可以独立的充放电。此外，不同于现有技术2，本发明某一低压端口发生短路故障，只需闭合该端口所在隔离DC-DC模块的旁路开关就可隔离故障，无需影响其他端口的运行。
应用场景2：含有源、网、荷、储的交直流混合配电系统，主要需求如下：
1)中压交流并网侧接入中压交流电网；
2)可同时接入不同电压等级的光伏、风力发电设备，风力发电设备自带DC-AC变换器；
3)可同时接入不同电压等级的储能设备；
4)可同时为不同电压等级的交直流负荷供电，交流负荷自带DC-AC变换器；
5)可接入中压直流电网；
6)所接各设备要求电气隔离；
7)能量双向流动。
如果采用现有技术1，即直流电压母线耦合式多端口并网接口装置，如图8a所示，实现上述交直流混合配电系统的要求，虽能够满足要求，但需较多变换环节。相比于应用场景1下现有技术1的实施例，应用场景2中要求各端口电气隔离，因此采用现有技术1实现多个隔离端口，不得不增加隔离型DC-DC模块，从而导致变换级数较应用场景1更多。例如，从中压交流母线到直流负荷，依次要经过AC-DC、DC-AC、高频变压器、AC-DC、DC-AC、高频变压器、AC-DC这7级变换环节。与应用场景1类似，应用场景2中现有技术1同样需要大量的大容量电容器。因此该方案成本高、占地大。
如果采用现有技术2，即多绕组变压器耦合式多端口并网接口装置，如图8b所示，实现上述交直流混合配电系统的要求，其优缺点与应用场景1的情况类似，在此不再赘述。
如果采用现有技术3，即交流并网端口耦合式多端口并网接口装置，如图8c所示，实现上述交直流混合配电系统的要求，其优缺点与应用场景1的情况类似，在此不再赘述。
如果以本发明实现上述交直流混合配电系统的要求，其实施例如图8d所示。从中压交流电网到直流负荷，需要经过AC-DC、DC-AC、高频变压器、AC-DC四级，与现有技术2、3相当，少于现有技术1；本发明的并网变换器采用集中式电流源变换器结构，并不需要数量众多的大容量电容，因而体积比现有技术2、3更小；不同于现有技术2、3的实施例，本发明各个低压端口之间近似解耦，各个端口所接光伏发电、风力发电、直流负荷、交流负荷及中压直流电网均可独立运行。此外，不同于现有技术2，本发明某一低压端口发生短路故障，只需闭合该端口所在隔离DC-DC模块的旁路开关就可隔离故障，无需影响其他端口的运行。
本发明提供的电流源型多端口柔性并网接口装置，不需采用级联H桥拓扑并网，因此没有级联H桥拓扑中的众多大容量电容器；所提出的主电路拓扑用到的电容仅包括交流滤波电容和低压直流端口滤波电容，交流滤波电容数量较少，而直流端口滤波电容只需滤除高频开关分量，容量较低，因此该装置体积较小，有利于提高系统功率密度；通过控制稳定流过各隔离DC-DC功率模块电流源变换器直流侧的电流，使各隔离DC-DC功率模块的高频开关周期内其电流源变换器的直流电流近似不变，因此各隔离DC-DC功率模块之间影响很小，从而实现各端口功率的独立解耦控制；具有较好的容错能力，任意隔离DC-DC功率模块发生故障，均可通过闭合该模块的旁路开关使该模块退出运行，并不影响其他功率模块的运行。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，其包括电流源AC-DC并网变换器、储能电感和隔离型DC-DC功率模块，所述电流源AC-DC并网变换器的交流端作为交流并网端口连接电网，其直流端与所述储能电感和隔离型DC-DC功率模块所属单相电流源DC-AC变换器的直流端顺次串联，构成内部直流环路，所述隔离型DC-DC功率模块所属单相电压源AC-DC变换器的直流端作为低压直流端口，提供低压直流设备的能量交互端口，
所述电流源AC-DC并网变换器包括交流滤波器和电流源AC-DC功率变换电路，所述交流滤波器包括交流滤波器电感和交流滤波器电容，所述电流源AC-DC功率变换电路采用三相或单相电流源桥式变换电路；
所述隔离型DC-DC功率模块包括单相电流源DC-AC变换器、高频隔离电路和单相电压源AC-DC变换器，所述单相电流源DC-AC变换器采用电流源H桥变换电路，所述单相电压源AC-DC变换器采用电压源H桥变换电路，所述高频隔离电路包含单相高频变压器和高频电感，所述高频电感的一端与所述单相高频变压器任一绕组的任一端相连，另一端与其所连绕组的另一端构成交流端口并与所述单相电流源DC-AC变换器或单相电压源AC-DC变换器的交流端相连，未连接所述高频电感的绕组与未连接所述高频电感的所述单相电流源DC-AC变换器或单相电压源AC-DC变换器的交流端相连。
2.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述电流源AC-DC功率变换电路的各桥臂为第一逆阻型全控开关器件或其串联支路，或第一逆导型全控开关器件与第一二极管串联构成的具有逆阻特性的支路，或第一逆导型全控开关器件反向串联支路，或半控型器件或其串联支路。
3.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述单相电流源DC-AC变换器的各桥臂为第二逆阻型全控开关器件，或第二逆导型全控开关器件与第二二极管串联构成的具有逆阻特性的支路，或第二逆导型全控开关器件反向串联支路。
4.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述单相电压源AC-DC变换器的各桥臂为第三逆导型全控开关器件。
5.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述电流源AC-DC并网变换器和储能电感均设有1个，所述隔离型DC-DC功率模块至少设有2个。
6.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述单相电流源DC-AC变换器的直流端还并联有旁路开关，所述旁路开关由机械开关或晶闸管构成。
7.根据权利要求1所述的电流源型多端口柔性并网接口装置，其特征在于，所述单相电压源AC-DC变换器的直流端还并联有滤波电容。
8.一种利用权利要求1至7之一所述的电流源型多端口柔性并网接口装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、执行预充电程序：通过外部预充电或内部预充电方式，使单相电压源AC-DC变换器的直流电容电压升至额定值；
S2、对电流源AC-DC并网变换器进行闭环控制，使储能电感的电流上升至额定值并保持稳定，使并网端口功率因数为1，或根据需要向电网输出给定无功功率；
S3、根据外接设备需要，控制各低压端口的电压和功率；
S4、检测是否有处于运行状态的各隔离型DC-DC功率模块状态，若无故障，执行步骤S6；否则执行步骤S5；
S5、执行旁路程序，隔离有故障的隔离型DC-DC功率模块；
S6、检测是否有停机命令，若无停机命令，返回步骤S3；否则执行步骤S7；
S7、执行停机程序，退出运行。
9.根据权利要求6所述的电流源型多端口柔性并网接口装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S5中的旁路程序具体包括以下步骤：
S51、闭合有故障的隔离型DC-DC功率模块的旁路开关；
S52、闭锁有故障的隔离型DC-DC功率模块所属单相电压源AC-DC变换器各开关；
S53、向有故障的隔离型DC-DC功率模块所属单相电流源DC-AC变换器各开关发送开通信号。
10.根据权利要求6所述的电流源型多端口柔性并网接口装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S7中的停机程序具体包括以下步骤：
S71、闭锁隔离型DC-DC功率模块所属单相电压源AC-DC变换器各开关；
S72、开通所有DC-DC功率模块所属单相电流源DC-AC变换器各开关；
S73、控制电流源AC-DC并网变换器，使储能电感的电流逐渐降低到0之后，闭锁所有开关，退出运行。
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