CN115882745B - 一种电能路由器及其控制方法 - Google Patents
一种电能路由器及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115882745B CN115882745B CN202310148505.1A CN202310148505A CN115882745B CN 115882745 B CN115882745 B CN 115882745B CN 202310148505 A CN202310148505 A CN 202310148505A CN 115882745 B CN115882745 B CN 115882745B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- direct current
- cpu
- current
- power
- conversion module
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 92
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 88
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 8
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 10
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Power Sources (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本申请提供了一种电能路由器及其控制方法,涉及电能路由器技术领域。该电能路由器包括双向升降压转换模块、直流隔离模块、交直流双向变换模块、控制模块,控制模块包括第一CPU、第二CPU以及第三CPU,第二CPU用于获取各个直流端口的电流实时值,并依据电流目标值、电流的实时值以及预设的功率分配系数确定直流母线的电压外环目标值;第二CPU还用于获取直流母线的电压实时值,确定电压实时值与电压外环目标值之间的差值,并通过PID控制,确定双向升降压转换模块与直流隔离模块的PWM占空比和移相角度,以驱动双向升降压转换模块与直流隔离模块工作。本申请提供的电能路由器及其控制方法具有供电方式更加灵活的效果。
Description
技术领域
本申请涉及电能路由器技术领域,具体而言,涉及一种电能路由器及其控制方法。
背景技术
近年,随着人们外出旅行、野营住宿、应急抢险、科考探险等活动不断增多,为满足人们野外应急、可靠供电需求,结合光伏发电、电池储能、电能变换等新技术,构建以电能路由器为核心的便携式野外应急供电设备成为一种灵活、可靠、拓展性强的技术手段。
然而,现有的电能路由器的供电方式并不灵活。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电能路由器及其控制方法,以解决现有技术中存在的电能路由器供电方式并不灵活的问题。
为了实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本申请实施例提供了一种电能路由器,所述电能路由器包括双向升降压转换模块、直流隔离模块、交直流双向变换模块、控制模块,所述控制模块包括第一CPU、第二CPU以及第三CPU,所述第一CPU分别与所述第二CPU、所述第三CPU通信连接,所述第二CPU与所述双向升降压转换模块电连接,所述第三CPU分别与所述直流隔离模块、所述交直流双向变换模块电连接,所述双向升降压转换模块、所述直流隔离模块以及所述交直流双向变换模块依次电连接,所述双向升降压转换模块还用于连接多个直流端口,所述交直流双向变换模块还用于连接交流端口;其中,
所述第一CPU用于接收模式选择信号,并在当所述电能路由器处于直流输入模式时,依据所述直流端口的电压、电流以及功率确定每个直流端口输入直流母线的电流目标值;
所述第二CPU用于获取各个直流端口的电流实时值,并依据所述电流目标值、所述电流的实时值以及预设的功率分配系数确定直流母线的电压外环目标值;
所述第二CPU还用于获取所述直流母线的电压实时值,确定所述电压实时值与所述电压外环目标值之间的差值,并通过PID控制,确定所述双向升降压转换模块与所述直流隔离模块的PWM占空比和移相角度,以驱动所述双向升降压转换模块与所述直流隔离模块工作。
所述电流目标值满足公式:
其中,为第i个直流端口输入直流母线电流的目标值;为直流端口i所连接的电源额定功率;为第i个直流端口输入直流母线的电流实时值;n为直流端口的数量。
所述电压外环目标值满足公式:
其中,为预设的功率分配系数;为直流母线电压额定值;为直流母线电流的目标值;为第i个直流端口输入直流母线的电流实时值。
所述电能路由器还包括输入模块,所述输入模块与所述第一CPU电连接;其中,
所述第一CPU还用通过所述输入模块获取各直流端口的额定功率、功率分配系数以及各个直流端口的优先级。
所述输入模块包括触摸屏;所述第一CPU还用于获取所述第二CPU与所述第三CPU上传的电压、电流以及输出功率信息,并通过所述触摸屏进行显示。
所述多个直流端口设置有优先级,当处于交流输入模式时,所述第一CPU还用于获取交流端口与直流端口的总功率;
当所述直流端口的总功率与所述交流端口的总功率之比大于固定比例时,所述第一CPU还用于控制向最低优先级的直流端口停止供电,直至所述直流端口的总功率与所述交流端口的总功率之比小于或等于固定比例。
当处于直流输入模式且所述直流端口连接光伏板时,所述控制模块控制所述电能路由器以最大功率跟踪控制方式工作;
当所述光伏板的功率大于负载功率时,连接所述光伏板的直流端口均以输出恒压下垂控制方式工作。
当处于直流输入模式且所述直流端口连接光伏板与储能电池组时,所述控制模块由于 控制所述光伏板所连接的直流端口以最大功率跟踪控制方式工作;
当所述光伏板的功率低于负载功率时,不足功率由所述储能电池组通过直流端口以恒压下垂控制方式进行补充。
另一方面,本申请实施例还提供了一种电能路由器控制方法,应用于上述的电能路由器,所述电能路由器包括双向升降压转换模块、直流隔离模块、交直流双向变换模块、控制模块,所述控制模块包括第一CPU、第二CPU以及第三CPU,所述第一CPU分别与所述第二CPU、所述第三CPU通信连接,所述第二CPU与所述双向升降压转换模块电连接,所述第三CPU分别与所述直流隔离模块、所述交直流双向变换模块电连接,所述双向升降压转换模块、所述直流隔离模块以及所述交直流双向变换模块依次电连接,所述双向升降压转换模块还用于连接多个直流端口,所述交直流双向变换模块还用于连接交流端口;所述方法包括:
所述第一CPU接收模式选择信号,并在当所述电能路由器处于直流输入模式时,依据所述直流端口的电压、电流以及功率确定每个直流端口输入直流母线的电流目标值;
所述第二CPU获取各个直流端口的电流实时值,并依据所述电流目标值、所述电流的实时值以及预设的功率分配系数确定直流母线的电压外环目标值;
所述第二CPU获取所述直流母线的电压实时值,确定所述电压实时值与所述电压外环目标值之间的差值,并通过PID控制,确定所述双向升降压转换模块与所述直流隔离模块的PWM占空比和移相角度,以驱动所述双向升降压转换模块与所述直流隔离模块工作。
可选地,所述电流目标值满足公式:
其中,为第i个直流端口输入直流母线电流的目标值;为直流端口i所连接的电源额定功率;为第i个直流端口输入直流母线的电流实时值;n为直流端口的数量。
相对于现有技术,本申请具有以下有益效果:
本申请提供的电能路由器及其控制方法中,由于均采用双向模块,因此既可以直流输入、交流输出,也可以交流输入、直流输出,同时,设置了多个不同的CPU实现控制对不同模块的控制,提升其灵活度,并提升功率输出的精度。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本申请实施例提供的电能路由器的电路示意图;
图2为本申请实施例提供的控制模块的模块示意图;
图3为本申请实施例提供的双向升降压转换模块的电路示意图;
图4为本申请实施例提供的直流隔离模块的电路示意图;
图5为本申请实施例提供的交直流双向变换模块的电路示意图;
图6为本申请实施例提供的控制模块的另一种模块示意图;
图7为本申请实施例提供的直流电压信号调理电路的电路示意图;
图8为本申请实施例提供的直流电流信号调理电路的电路示意图;
图9为本申请实施例提供的EPWM驱动电路的电路示意图;
图10为本申请实施例提供的交流电压采集电路的电路示意图;
图11为本申请实施例提供的第一CPU、第二CPU以及第三CPU的交互示意图;
图12为本申请实施例提供的电能路由器的电能管理控制逻辑图;
图13为本申请实施例提供的电能路由器的控制流程示意图;
图14为本申请实施例提供的电能路由器控制方法的示例性流程图。
图标:
110-双向升降压转换模块;120-直流隔离模块;130-交直流双向变换模块;140-控制模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
作为一种实现方式,请参阅图1与图2,本申请提供了一种电能路由器,电能路由器包括双向升降压转换模块110、直流隔离模块120、交直流双向变换模块130、控制模块140,控制模块140包括第一CPU、第二CPU以及第三CPU,第一CPU分别与第二CPU、第三CPU通信连接,第二CPU与双向升降压转换模块110电连接,第三CPU分别与直流隔离模块120、交直流双向变换模块130电连接,双向升降压转换模块110、直流隔离模块120以及交直流双向变换模块130依次电连接,双向升降压转换模块110还用于连接多个直流端口,交直流双向变换模块130还用于连接交流端口;其中,第一CPU用于接收模式选择信号,并在当电能路由器处于直流输入模式时,依据直流端口的电压、电流以及功率确定每个直流端口输入直流母线的电流目标值;第二CPU用于获取各个直流端口的电流实时值,并依据电流目标值、电流的实时值以及预设的功率分配系数确定直流母线的电压外环目标值;第二CPU还用于获取直流母线的电压实时值,确定电压实时值与电压外环目标值之间的差值,并通过PID控制,确定双向升降压转换模块110与直流隔离模块120的PWM占空比和移相角度,以驱动双向升降压转换模块110与直流隔离模块120工作。
如图1中所示,直流端口可以为多个,例如可以为4个或者6个,本申请以下示例中,均以四个直流端口为例进行说明。
当直流端口为4个时,电能路由器包括四个相同结构且并联的双向升降压转换模块110,如图3所示,4个双向升降压转换模块110分别为111、112、113以及114。每个双向升降压转换模块110可作为便携式电能路由野外应急电源的直流功率端口,总计四个直流功率端口。四个直流功率端口具有双向功率传输功能,既可以设置为功率输出端口,也可以设置为功率输入端口。当作为功率输出端口时,用于向负载供电;当作为功率输入端口时,可以连接外部直流电源,例如光伏电源、储能电池、燃料电池等。
如图4所示,直流隔离模块120(DAB)由第一全桥变换单元121、高频变压器122和第二全桥变换单元123组成,可实现功率双向传输功能和直流电压升降压变换。
如图5所示,交直流双向变换模块130由第三全桥变换单元131和滤波电感电容单元132组成,可以实现直流与工频220V交流的双向电能变换和传输。
如图6所示,控制模块140由CPU最小系统电路141(包括第一CPU、第二CPU以及第三CPU)、电源电路142、6路直流电压调理电路143、9路直流电流调理电路144、14路EPWM驱动电路145、1路交流电压采集电路146和1路交流电流采集电路147构成。
6路直流电压信号调理电路均采用差分信号采集电路,每路直流电压信号调理电路结构相同,均如图7所示。R4、R5、R7、R8、C5、C7、U4B完成差分调理功能,通过调节R4与R7的比值,可以将直流电压调理至0~3V。R6、C6和U4A完成电压跟随功能。电压跟随输出后的电压输入控制模块的AD采样脚。
如图8所示,9路直流电流信号调理电路均采用霍尔电流传感器CC6904完成电流信号向电压信号的转换,每路直流电流信号调理电路结构相同,C14、C15、R22完成滤波功能。转换后电压为0~3V,可以直接输入控制模块的AD采样脚。霍尔电流传感器CM1的电流输入脚为1、2脚,电流输出脚为3、4脚。
14路EPWM驱动电路结构相同,以其中两路驱动电路为例,如图9所示,控制模块输出的PWM信号A1、B1经过U2电平转换后为PWMA1、PWMB1,然后输入U3进行驱动放大输出,输出驱动信号为Q1A、Q1B、Q1S,驱动信号连接图3中多级并联双向升降压转换模块的功率管。
交流电流信号通过在输出端串联采样电阻可以实现电流信号向电压信号的转换,因此,交流电压采集电路和交流电流采集电流均采用相同结构的交流差分采集方式,如图10所示,R9、R13、R14、R19、R20、R21、C9、C11、U5B完成差分调理功能,通过调节R9与R19、R20的比值,可以将直流电压调理至0~3V。R15、C10和U5A完成电压跟随功能。电压跟随输出后的电压输入控制模块的AD采样脚。
本申请中,全系统采用两层电能管理控制方案,如图11与图12所示,第一层为基础控制层,第二层为二次调节层。基础控制层由第二CPU、第三CPU构成,负责完成对四端口并联双向升降压转换模块和单端口直流隔离模块+交直流双向变换模块的控制。二次调节层由第一CPU构成,负责完成第二CPU、第三CPU协调控制和各端口电压、电流、功率监视。
其中,电流目标值满足公式:
其中,为第i个直流端口输入直流母线电流的目标值;为直流端口i所连接的电源额定功率;为第i个直流端口输入直流母线的电流实时值;n为直流端口的数量。
电压外环目标值满足公式:
其中,为预设的功率分配系数;为直流母线电压额定值;为直流母线电流的目标值;为第i个直流端口输入直流母线的电流实时值。
并且,电能路由器还包括输入模块,输入模块与第一CPU电连接;其中,第一CPU还用通过输入模块获取各直流端口的额定功率、功率分配系数以及各个直流端口的优先级。
可选地,输入模块包括触摸屏;第一CPU还用于获取第二CPU与第三CPU上传的电压、电流以及输出功率信息,并通过触摸屏进行显示。
可选地,多个直流端口设置有优先级,当处于交流输入模式时,第一CPU还用于获取交流端口与直流端口的总功率;当直流端口的总功率与交流端口的总功率之比大于固定比例时,第一CPU还用于控制向最低优先级的直流端口停止供电,直至直流端口的总功率与交流端口的总功率之比小于或等于固定比例。
可选地,当处于直流输入模式且直流端口连接光伏板时,控制模块控制电能路由器以最大功率跟踪控制方式工作;当光伏板的功率大于负载功率时,连接光伏板的直流端口均以输出恒压下垂控制方式工作。
可选地,当处于直流输入模式且直流端口连接光伏板与储能电池组时,控制模块由于 控制光伏板所连接的直流端口以最大功率跟踪控制方式工作;
当光伏板的功率低于负载功率时,不足功率由储能电池组通过直流端口以恒压下垂控制方式进行补充。
请参阅图13,本申请提供的电能路由器的控制流程为:
第一CPU通过与第二CPU、第三CPU通信,采集各端口输入直流母线的电压Udc、电流、功率,并控制液晶屏进行状态显示和端口输出保护控制,然后计算第i个端口输入直流母线电流的目标值,并下发至第二CPU和第三CPU分别控制Buck_Boost和DAB进行脉宽PWM控制和移相角度控制。第二CPU和第三CPU采集本地端口电流实时值,并与目标值进行比较计算电压外环目标值,电压外环控制通过计算直流母线电压实时值Udc与Uref偏差,并通过PID控制,计算Buck_Boost或DAB的PWM占空比和移相角度,驱动Buck_Boost和DAB主电路工作。
基于上述实现方式,本申请实施例还提供了一种电能路由器控制方法,应用于上述的电能路由器,电能路由器包括双向升降压转换模块、直流隔离模块、交直流双向变换模块、控制模块,控制模块包括第一CPU、第二CPU以及第三CPU,第一CPU分别与第二CPU、第三CPU通信连接,第二CPU与双向升降压转换模块电连接,第三CPU分别与直流隔离模块、交直流双向变换模块电连接,双向升降压转换模块、直流隔离模块以及交直流双向变换模块依次电连接,双向升降压转换模块还用于连接多个直流端口,交直流双向变换模块还用于连接交流端口;请参阅图14,该方法包括:
S102,第一CPU接收模式选择信号,并在当电能路由器处于直流输入模式时,依据直流端口的电压、电流以及功率确定每个直流端口输入直流母线的电流目标值;
S104,第二CPU获取各个直流端口的电流实时值,并依据电流目标值、电流的实时值以及预设的功率分配系数确定直流母线的电压外环目标值;
S106,第二CPU获取直流母线的电压实时值,确定电压实时值与电压外环目标值之间的差值,并通过PID控制,确定双向升降压转换模块与直流隔离模块的PWM占空比和移相角度,以驱动双向升降压转换模块与直流隔离模块工作。
可选地,电流目标值满足公式:
其中,为第i个直流端口输入直流母线电流的目标值;为直流端口i所连接的电源额定功率;为第i个直流端口输入直流母线的电流实时值;n为直流端口的数量。
综上,本申请提供了一种电能路由器及其控制方法,电能路由器包括双向升降压转换模块、直流隔离模块、交直流双向变换模块、控制模块,控制模块包括第一CPU、第二CPU以及第三CPU,第一CPU分别与第二CPU、第三CPU通信连接,第二CPU与双向升降压转换模块电连接,第三CPU分别与直流隔离模块、交直流双向变换模块电连接,双向升降压转换模块、直流隔离模块以及交直流双向变换模块依次电连接,双向升降压转换模块还用于连接多个直流端口,交直流双向变换模块还用于连接交流端口;其中,第一CPU用于接收模式选择信号,并在当电能路由器处于直流输入模式时,依据直流端口的电压、电流以及功率确定每个直流端口输入直流母线的电流目标值;第二CPU用于获取各个直流端口的电流实时值,并依据电流目标值、电流的实时值以及预设的功率分配系数确定直流母线的电压外环目标值;第二CPU还用于获取直流母线的电压实时值,确定电压实时值与电压外环目标值之间的差值,并通过PID控制,确定双向升降压转换模块与直流隔离模块的PWM占空比和移相角度,以驱动双向升降压转换模块与直流隔离模块工作。由于均采用双向模块,因此既可以直流输入、交流输出,也可以交流输入、直流输出,同时,设置了多个不同的CPU实现控制对不同模块的控制,提升其灵活度,并提升功率输出的精度。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其它的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种电能路由器,其特征在于,所述电能路由器包括双向升降压转换模块、直流隔离模块、交直流双向变换模块、控制模块,所述控制模块包括第一CPU、第二CPU以及第三CPU,所述第一CPU分别与所述第二CPU、所述第三CPU通信连接,所述第二CPU与所述双向升降压转换模块电连接,所述第三CPU分别与所述直流隔离模块、所述交直流双向变换模块电连接,所述双向升降压转换模块、所述直流隔离模块以及所述交直流双向变换模块依次电连接,所述双向升降压转换模块还用于连接多个直流端口,所述交直流双向变换模块还用于连接交流端口;其中,
所述第一CPU用于接收模式选择信号,并在当所述电能路由器处于直流输入模式时,依据所述直流端口的电压、电流以及功率确定每个直流端口输入直流母线的电流目标值;
所述第二CPU用于获取各个直流端口的电流实时值,并依据所述电流目标值、所述电流的实时值以及预设的功率分配系数确定直流母线的电压外环目标值;
所述第二CPU还用于获取所述直流母线的电压实时值,确定所述电压实时值与所述电压外环目标值之间的差值,并通过PID控制,确定所述双向升降压转换模块与所述直流隔离模块的PWM占空比和移相角度,以驱动所述双向升降压转换模块与所述直流隔离模块工作。
2.如权利要求1所述的电能路由器,其特征在于,所述电流目标值满足公式:
其中,为第i个直流端口输入直流母线电流的目标值;为直流端口i所连接的电源额定功率;为第i个直流端口输入直流母线的电流实时值;n为直流端口的数量。
3.如权利要求1所述的电能路由器,其特征在于,所述电压外环目标值满足公式:
其中,为预设的功率分配系数;为直流母线电压额定值;为直流母线电流的目标值;为第i个直流端口输入直流母线的电流实时值。
4.如权利要求1所述的电能路由器,其特征在于,所述电能路由器还包括输入模块,所述输入模块与所述第一CPU电连接;其中,
所述第一CPU还用于通过所述输入模块获取各直流端口的额定功率、功率分配系数以及各个直流端口的优先级。
5.如权利要求4所述的电能路由器,其特征在于,所述输入模块包括触摸屏;所述第一CPU还用于获取所述第二CPU与所述第三CPU上传的电压、电流以及输出功率信息,并通过所述触摸屏进行显示。
6.如权利要求1所述的电能路由器,其特征在于,所述多个直流端口设置有优先级,当处于交流输入模式时,所述第一CPU还用于获取交流端口与直流端口的总功率;
当所述直流端口的总功率与所述交流端口的总功率之比大于固定比例时,所述第一CPU还用于控制向最低优先级的直流端口停止供电,直至所述直流端口的总功率与所述交流端口的总功率之比小于或等于固定比例。
7.如权利要求1所述的电能路由器,其特征在于,当处于直流输入模式且所述直流端口连接光伏板时,所述控制模块控制所述电能路由器以最大功率跟踪控制方式工作;
当所述光伏板的功率大于负载功率时,连接所述光伏板的直流端口均以输出恒压下垂控制方式工作。
8.如权利要求1所述的电能路由器,其特征在于,当处于直流输入模式且所述直流端口连接光伏板与储能电池组时,所述控制模块控制所述光伏板所连接的直流端口以最大功率按跟踪控制方式工作;
当所述光伏板的功率低于负载功率时,不足功率由所述储能电池组通过直流端口以恒压下垂控制方式进行补充。
9.一种电能路由器控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1至8任一项所述的电能路由器,所述电能路由器包括双向升降压转换模块、直流隔离模块、交直流双向变换模块、控制模块,所述控制模块包括第一CPU、第二CPU以及第三CPU,所述第一CPU分别与所述第二CPU、所述第三CPU通信连接,所述第二CPU与所述双向升降压转换模块电连接,所述第三CPU分别与所述直流隔离模块、所述交直流双向变换模块电连接,所述双向升降压转换模块、所述直流隔离模块以及所述交直流双向变换模块依次电连接,所述双向升降压转换模块还用于连接多个直流端口,所述交直流双向变换模块还用于连接交流端口;所述方法包括:
所述第一CPU接收模式选择信号,并在当所述电能路由器处于直流输入模式时,依据所述直流端口的电压、电流以及功率确定每个直流端口输入直流母线的电流目标值;
所述第二CPU获取各个直流端口的电流实时值,并依据所述电流目标值、所述电流的实时值以及预设的功率分配系数确定直流母线的电压外环目标值;
所述第二CPU获取所述直流母线的电压实时值,确定所述电压实时值与所述电压外环目标值之间的差值,并通过PID控制,确定所述双向升降压转换模块与所述直流隔离模块的PWM占空比和移相角度,以驱动所述双向升降压转换模块与所述直流隔离模块工作。
10.如权利要求9所述的电能路由器控制方法,其特征在于,所述电流目标值满足公式:
其中,为第i个直流端口输入直流母线电流的目标值;为直流端口i所连接的电源额定功率;为第i个直流端口输入直流母线的电流实时值;n为直流端口的数量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310148505.1A CN115882745B (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种电能路由器及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310148505.1A CN115882745B (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种电能路由器及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115882745A CN115882745A (zh) | 2023-03-31 |
CN115882745B true CN115882745B (zh) | 2023-05-16 |
Family
ID=85761503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310148505.1A Active CN115882745B (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种电能路由器及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115882745B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102709994A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-03 | 上海煦达新能源科技有限公司 | 电动汽车电池充放电双向功率转换器 |
CN112653347A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-13 | 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院 | 一种基于直流集成方式的电力路由器拓扑及其控制方法 |
DE102021108918A1 (de) * | 2021-04-09 | 2022-10-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Bidirektionaler Stromrichter |
CN115360758A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-11-18 | 杭州捷布科技有限公司 | 一种微型逆变器及其控制方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7327113B2 (en) * | 2004-11-15 | 2008-02-05 | General Electric Company | Electric starter generator system employing bidirectional buck-boost power converters, and methods therefor |
WO2014152948A2 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Engineered Electric Company | Bidirectional power converter |
CN108111032A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | 台达电子工业股份有限公司 | 功率变换装置与功率变换方法 |
-
2023
- 2023-02-22 CN CN202310148505.1A patent/CN115882745B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102709994A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-03 | 上海煦达新能源科技有限公司 | 电动汽车电池充放电双向功率转换器 |
CN112653347A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-13 | 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院 | 一种基于直流集成方式的电力路由器拓扑及其控制方法 |
DE102021108918A1 (de) * | 2021-04-09 | 2022-10-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Bidirektionaler Stromrichter |
CN115360758A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-11-18 | 杭州捷布科技有限公司 | 一种微型逆变器及其控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115882745A (zh) | 2023-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101953060B (zh) | 利用直流电源的分布式电能收集系统 | |
Ashique et al. | Integrated photovoltaic-grid dc fast charging system for electric vehicle: A review of the architecture and control | |
US8853993B2 (en) | Control system and control method of an in-vehicle solar energy charger | |
CN105140952B (zh) | 利用在直流电源的分布式电能收集系统 | |
US9184631B2 (en) | Photovoltaic power generation system | |
KR101775957B1 (ko) | 태양광 발전 장치 연계형 전원공급시스템 | |
CN103323711B (zh) | 一种分布式新能源发电系统的低压并网检测装置及方法 | |
CN106887861A (zh) | 使用dc电源的分布式功率收集系统 | |
CN105508230B (zh) | 空压机变频驱动控制一体机以及空压机变频驱动控制系统 | |
CN202514092U (zh) | 一种工业用电磁加热控制器 | |
CN105871242B (zh) | 单相双向变流器控制系统 | |
CN107147350A (zh) | 一种混合储能控制系统及其工作方法 | |
CN205829445U (zh) | 切换式电源供应器及使用其的电源供应设备 | |
CN103010035A (zh) | 用于电动或混合动力车辆的车载电力线调节系统 | |
CN110021955A (zh) | 集成储能功能的光伏发电系统及动态平衡电能的方法 | |
CN106976433B (zh) | 一种车载智能供电系统 | |
CN107069826A (zh) | 建筑多能源互补综合利用装置 | |
CN113555590A (zh) | 多燃料电池模块发电系统及其控制方法 | |
CN103647453B (zh) | 一种基于ccm模式的微逆变器及其控制方法 | |
CN115882745B (zh) | 一种电能路由器及其控制方法 | |
CN201821130U (zh) | 一种太阳能光伏发电控制器 | |
CN205791566U (zh) | 变流器系统及微电网系统 | |
CN212950158U (zh) | 一种集成电能转换装置、供电装置、车辆及设备 | |
CN115441486A (zh) | 一种光储充放换电系统及系统匹配方法 | |
CN207603232U (zh) | 一种能量变换存储装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |