CN116827152A - 一种储能变流器协调控制方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储能变流器协调控制方法、装置、设备及介质，其中，方法包括：采集所述DC/DC变换器的输出电压和输出电流；根据输出电压计算直流母线的电压参考值；根据输出电压和输出电流计算输出功率；根据直流母线的电压参考值得到AC/DC变换器的调制波信号幅值；根据调制波信号幅值生成新调制波信号，并将新调制波信号与载波信号进行比较，产生AC/DC变换器的控制信号以调节所述直流母线的电压值；根据直流母线的电压参考值、输出电压和输出功率计算出DC/DC变换器的桥间移相角；以DC/DC变换器的桥间移相角为目标，生成控制DC/DC变换器的控制信号。本发明能有效减小电路的电流应力和回流功率，提高电路效率。

Description

一种储能变流器协调控制方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及电力电子变流器控制技术领域，特别是涉及一种储能变流器协调控制方法、装置、设备及介质。

背景技术

大规模储能系统可以弥补新能源发电的随机性与波动性，实现风电及太阳能发电安全可靠地并入电网。同时也可为缓解目前电网面临的电力供应巨大的峰谷差压力，实现电力的“削峰填谷”，改善电力供需矛盾。作为储能介质（如锂电池、铅酸蓄电池等）与交流测电网的重要接口设备，储能变流器（Power Conversion System，PCS）是储能系统的核心。变流器的拓扑结构直接决定着储能设备的效率、性能及生产成本。

根据电能变换环数量，储能变流器可分为单极式和双极式两种结构。单级式PCS结构应用在单相系统或三相不平衡系统时，直流母线电压会产生两倍频波动；同时，受限于拓扑结构，其直流侧电压范围较窄。双极式PCS在储能电池与AC/DC之间增加了一级双向DC/DC变流器，此举扩大了直流侧电压范围，通过升压手段可显著降低储能电池的端电压。当储能电池充放电过程中因荷电状态变化而导致直流测电压变化时，通过对双向DC/DC变换器的控制，可以维持直流母线上电压稳定，提高了系统的可靠性。

DC/DC变换器可分为隔离型和非隔离型。其中双有源桥（Dual Active Bridge，DAB）变换器通过高频变压器为电池系统提供电磁隔离，有效保障电池的安全，广泛应用于电池充电系统中。此外，由于DAB拓扑两端均为桥式电路，结构对称，易于实现模块化，硬件设计与控制策略都得到简化。移相控制策略是DAB变换器最常用的控制策略，通过调节各桥臂之间触发脉冲的移相角实现传输功率大小及方向的调节。单移相（Single Phase Shift，SPS）是DAB变换器最经典的移相方式，其控制简单，响应速度快。但是，单移相方式控制下的DAB变换器运行效果受到输入输出电压转换比k的影响，当k≠1时，电路元件承受的电流应力将增大，软开关性能变差，同时输入侧回流功率将变大，降低了变换器工作效率。DAB变换器在宽运行工况（如宽输出电压范围）中，上述问题尤为严重，这也是制约其在储能系统中应用的重要原因。

文献《扩展移相控制的双有源桥变换器电流应力优化控制方法》通过增加原边桥内移相角D1，提高了控制自由度，该控制方法在满载时（最大功率输出时），其桥内移相角接近于0，抑制效果较差。现有专利文献CN101834539A公开的宽输出电压范围的高效率AC/DC组合变流器，是将Buck PFC、不控DC/DC电路、AC/DC电路、滤波电容Co组合，通过增加硬件来实现变流器的宽输出，其本质是将不同类型的电路功能组合来实现有益效果，极大的增加了硬件成本。另外，现有专利文献CN216599453U公开的储能变流器电源装置，其也是通过改变硬件来实现变流器的宽输出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种储能变流器协调控制方法、装置、设备及介质，能够在简化控制方式的情况下实现储能变换器在宽工况下的高效运行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种储能变流器协调控制方法，应用于储能变流器系统，所述储能变流器系统包括级联的AC/DC变换器、直流母线和DC/DC变换器，其中，所述DC/DC变换器采用DAB拓扑结构，具体包括以下步骤：

采集所述DC/DC变换器的输出电压和输出电流；

根据所述输出电压计算所述直流母线的电压参考值；

根据所述输出电压和输出电流计算输出功率；

将所述直流母线的电压参考值作为所述AC/DC变换器的输出电压参考值，并根据输出功率、三相电网相电压和三相电网相电流得到所述AC/DC变换器的调制波信号幅值；

根据所述调制波信号幅值生成新调制波信号，并将新调制波信号与载波信号进行比较，产生所述AC/DC变换器的控制信号以调节所述直流母线的电压值，使得所述直流母线的电压值为所述直流母线的电压参考值；

根据直流母线的电压参考值、输出电压和输出功率计算出所述DC/DC变换器的桥间移相角；

以所述DC/DC变换器的桥间移相角为目标，生成控制所述DC/DC变换器的控制信号。

所述根据所述输出电压计算所述直流母线的电压参考值，具体包括：

根据所述DC/DC变换器的输出电压的最大值V _{out_max}和最小值V _{out_min}、以及输入电压的最大值V _{in_max}和最小值V _{in_min}定义区间划分系数C；

根据所述区间划分系数C和所述输出电压V _out 计算直流母线的电压参考值V _{dc_ref} 。

所述区间划分系数C的计算方式为：。

所述直流母线的电压参考值V _{dc_ref} 的计算方式为：，其中，round[]表示对“[]”内的值取四舍五入。

所述根据直流母线的电压参考值、输出电压和输出功率计算出所述DC/DC变换器的桥间移相角，具体包括：

确定所述DC/DC变换器中DAB电路的等效电感L以及高频变压器变比n；

将所述直流母线的电压参考值作为所述DC/DC变换器的输入电压V _in ，结合所述输出电压V _out 和输出功率P计算所述DC/DC变换器的桥间移相角D’，计算方式为：，其中，f _s 为开关频率。

所述DC/DC变换器中DAB电路的等效电感L大于或等于等效电感最小值L _min，所述等效电感最小值L _min根据确定，其中，V _{in_min}表示所述DC/DC变换器的输入电压的最小值，V _{out_min}表示所述DC/DC变换器的输出电压的最小值、P’表示所述DC/DC变换器的额定功率，D为所述DC/DC变换器在额定状态下的桥间移相角。

所述高频变压器变比n的确定方式为：，其中，V _{in_min}和V _{in_max}分别表示所述DC/DC变换器的输入电压的最小值和最大值，V _{out_min}和V _{out_max}分别表示所述DC/DC变换器的输出电压的最小值和最大值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种储能变流器协调控制装置，应用于储能变流器系统，所述储能变流器系统包括级联的AC/DC变换器、直流母线和DC/DC变换器，其中，所述DC/DC变换器采用DAB拓扑结构；所述储能变流器协调控制装置包括：

采集模块，用于采集所述DC/DC变换器的输出电压和输出电流；

第一计算模块，用于根据所述输出电压计算所述直流母线的电压参考值；

第二计算模块，用于根据所述输出电压和输出电流计算输出功率；

调制波信号幅值生成模块，用于将所述直流母线的电压参考值作为所述AC/DC变换器的输出电压参考值，并根据输出功率、三相电网相电压和三相电网相电流得到所述AC/DC变换器的调制波信号幅值；

第一控制信号生成模块，用于根据所述调制波信号幅值生成新调制波信号，并将新调制波信号与载波信号进行比较，产生所述AC/DC变换器的控制信号以调节所述直流母线的电压值，使得所述直流母线的电压值为所述直流母线的电压参考值；

第三计算模块，用于根据直流母线的电压参考值、输出电压和输出功率计算出所述DC/DC变换器的桥间移相角；

第二控制信号生成模块，用于以所述DC/DC变换器的桥间移相角为目标，生成控制所述DC/DC变换器的控制信号。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述储能变流器协调控制方法的步骤。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述储能变流器协调控制方法的步骤。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过前级AC/DC变换器与后级DC/DC变换器配合控制，在储能变流器工作于偏离额定工作点的工况时，能有效减小电路的电流应力和回流功率，提高电路效率，实现储能变流器高效运行。

附图说明

图1是本发明第一实施方式储能变流器协调控制方法的流程图；

图2是本发明第一实施方式中储能变流器系统中储能系统变换器的主电路拓扑图；

图3是本发明第一实施方式中储能变流器系统的总体框图；

图4是本发明实施例中SPS控制满载输出且电压转换比为1时的电感电压和电流波形图；

图5是本发明实施例中SPS控制满载输出且输出电压为300V时的电感电压和电流波形图；

图6是本发明实施例中SPS控制满载输出且输出电压为750V时的电感电压和电流波形图；

图7是采用本发明第一实施方式控制满载输出且电压转换比为1时的电感电压和电流波形图；

图8是采用本发明第一实施方式控制满载输出且输出电压为300V时的电感电压和电流波形图；

图9是采用本发明第一实施方式控制满载输出且输出电压为750V时的电感电压和电流波形图；

图10是宽工况下SPS控制和本发明第一实施方式控制的效果对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的第一实施方式涉及一种储能变流器协调控制方法，如图1所示，具体包括：采集所述DC/DC变换器的输出电压和输出电流；根据所述输出电压计算所述直流母线的电压参考值；根据所述输出电压和输出电流计算输出功率；将所述直流母线的电压参考值作为所述AC/DC变换器的输出电压参考值，并根据输出功率、三相电网相电压和三相电网相电流得到所述AC/DC变换器的调制波信号幅值；根据所述调制波信号幅值生成新调制波信号，并将新调制波信号与载波信号进行比较，产生所述AC/DC变换器的控制信号以调节所述直流母线的电压值，使得所述直流母线的电压值为所述直流母线的电压参考值；根据直流母线的电压参考值、输出电压和输出功率计算出所述DC/DC变换器的桥间移相角；以所述DC/DC变换器的桥间移相角为目标，生成控制所述DC/DC变换器的控制信号。该方法通过前级AC/DC变换器与后级DC/DC变换器配合控制，实现储能变流器高效运行。

本实施方式中的储能变流器可以是双级式储能变流器，其可运行于两种模式中，其中，第一种模式定义为正向充电和第二种模式定义为反向放电。本实施方式提出的协同控制方法主要应用于第一种模式。

当电路工作于第一种模式，前级AC/DC变换器将电网电能整流为直流电，经直流母线电容滤波后，成为后级DC/DC变换器的输入电压。通过移相控制，DC/DC变换器最终将电能存储至储能介质中。当电路工作于第二种模式，工作过程恰与第一种模式相反，后级的DC/DC变换器将储能介质的电能回馈至直流母线上，前级的变换器则工作于DC/AC模式，将直流电逆变成三相交流电，经LC滤波器滤波后并入电网，实现电网支撑、削峰填谷等作用。

根据背景技术可知，目前对于DAB的优化方法大多局限于改变移相方式，本发明的发明人发现，这主要是因为在现有技术中DAB的输入侧电压是固定的，而输出侧的电压则是宽范围变换，两侧将不可避免的处于不平衡状态。在双级式储能变流器中，前级AC/DC是后级DAB的输入，如果能根据DAB输出侧电压的变化情况，同步改变AD/DC级输出电压，使得DAB变换器在宽输出侧范围下仍能保持输入输出电压的近似平衡（即电压转换比k≈1），不仅能有效解决变换器工作效率降低的问题，还能简化控制方式，从而实现储能变换器在宽工况下高效运行。因此通过适当设置控制算法使得电压转换比k处于较为合理大小，即可解决上述问题。

本实施方式的储能变流器协调控制方法，应用于储能变流器系统，该储能变流器系统中的储能变流器的主电路拓扑如图2所示，其前级为AC/DC变换器，该AC/DC变换器可以采用三相T型三电平变换器拓扑结构，该电路拓扑由三相交流LC滤波器和AC/DC功率单元组成，功率单元的部分中，V₁-V₁₂是12组功率开关，每组功率开关包括1个耐压1200V的IGBT和1个与其反并联的二极管，电容C ₁、C ₂为直流侧电容。后级双向DC/DC变换器采用DAB拓扑结构，电路由输入端稳压电容C _in、输出端稳压电容C _out、碳化硅MOSFET S₁-S₈、等效电感L和高频变压器Trf.组成。其中，AC/DC变换器也可以采用三相全桥变换器拓扑。

储能变流器系统的总体框图如图3所示，具体组成结构包括：检测电路单元，包括三相电网线电压、相电流检测电路，直流母线电压、电流检测电路，以及输出电压、电流检测电路。驱动电路单元，包括12路IGBT的驱动电路，以及8路MOSFET的驱动电路。主控制单元，由嵌入式芯片DSP28335和FPGA组成，负责统筹AC/DC变换器和DC/DC变换器的协调控制。辅助电路单元，负责为上述单元供电。主电路单元，即储能变流器的主电路。

当后级DC/DC变换器采用单移相控制时，输出功率P的表达式为：

(1)

其中，V _in 为所述DC/DC变换器的输入电压，V _out 为所述DC/DC变换器的输出电压，n为高频变压器变比，D’为DC/DC变换器的桥间移相角，f _s 为开关频率，L为等效电感值。

此时电路的峰值电流i _max的表达式为：

(2)

其中，k表示电压转换比：

(3)

由式(2)可知，当输入电压固定时，随着电压转换比k增大，电流应力将增大。

后级DC/DC变换器采用单移相控制时，归一化的回流功率M _bf 的表达式为：

(4)

由式(4)可知，随着电压转换比k增大，电路的回流功率增大，降低了电路的效率。

综上所述，导致单移相控制效果变差的主要因素是后级DC/DC变换器输入输出电压不平衡，通过前级AC/DC变换器控制直流母线电压V _dc，可以提高单移相的控制效果，提升储能变流器整体性能

本实施方式的储能变流器协调控制方法由主控制单元实现，具体包括：

步骤1，通过检测电路单元采集DC/DC变换器的输出电压和输出电流，以及三相电网线电压和三相电网相电流，并根据输出电压和输出电流计算DC/DC变换器的输出功率P；

步骤2，确定DC/DC变换器中DAB电路的等效电感值，该等效电感值的取值大于或等于等效电感最小值L _min。该等效电感最小值L _min可以根据式（1）确定，假定高频变压器变比n=1，将DC/DC变换器的输入电压最小值V _{in_min}、输出电压最小值V _{out_min}、DC/DC变换器额定功率P’、额定状态下的桥间移相角D(一般取0.3-0.4)和开关频率f _s 带入式（1），即可求得等效电感最小值L _min。

步骤3，确定高频变压器变比n，确定方式为：

（5）

其中，V _{in_min}和V _{in_max}分别表示所述DC/DC变换器的输入电压的最小值和最大值，V _{out_min}和V _{out_max}分别表示所述DC/DC变换器的输出电压的最小值和最大值。

步骤4，划分输出电压区间，并计算每个区间中最匹配的直流母线电压值V _{dc_ref} ，具体为：

根据所述DC/DC变换器的输出电压的最大值V _{out_max}和最小值V _{out_min}、以及输入电压的最大值V _{in_max}和最小值V _{in_min}定义区间划分系数C；其中，区间划分系数C的计算方式为：。

根据所述区间划分系数C和所述输出电压V _out 计算直流母线的电压参考值V _{dc_ref} ，其中，直流母线的电压参考值V _{dc_ref} 的计算方式为：

（6）

其中，round[]表示取四舍五入。

步骤5，根据已求得的直流母线的电压参考值V _{dc_ref} 计算出前级AC/DC变换器的所需的调制波信号幅值，再根据所需的调制波信号幅值生成前级AC/DC变换器的控制信号，以实现对直流母线的电压参考值的快速跟踪，具体为：

将已求得的直流母线的电压参考值V _{dc_ref} 作为前级AC/DC变换器的输出电压的参考值，结合此时的输出功率P、三相电网线电压和三相电网相电流，可计算出所需的调制波信号幅值V _com ，其计算公式如下：，其中，e _d 和e _q 为电网电动势E _dq 的d、q分量，本实施方式电网电动势E _dq 即为直流母线的电压参考值V _{dc_ref} ，u _d 和u _q 为三相交流侧电压矢量V _dq 的d、q分量；i _d 和i _q 为三相交流侧电流矢量I _dq 的d、q分量，p为微分算子，ω为交流电角频率。

根据得到的调制波信号幅值生成新调制波信号，将新调制波信号与载波信号进行比较产生A、B和C三相桥臂内IGBT的控制信号，通过双闭环控制，实现对于直流母线电压参考值的快速跟踪。

步骤6，当直流母线的电压稳定为直流母线的电压参考值V _{dc_ref} 后，将直流母线的电压参考值V _{dc_ref} 作为DC/DC变换器的输入电压V _in ，再将步骤2中确定的DC/DC变换器中DAB电路的等效电感值L、步骤3中确定的高频变压器变比n，步骤1中采集到的输出电压V _out 和计算的输出功率P一起带入式（1），即可得到DC/DC变换器的桥间移相角D’，再通过单移相控制，以桥间移相角D’为目标，生成控制所述DC/DC变换器的控制信号，实现期望的电压输出。

通过上述过程，实现了储能变流器的直流母线电压与期望输出电压的同步变化，减小了电压转换比k，实现电路工作性能的优化。

相比于以往局限于DC/DC一级的控制方式，本实施方式采用了AC/DC级与DC/DC级协调控制，在储能变流器工作于偏离额定工作点的工况时，能有效减小电路的电流应力和回流功率，提高电路效率。

下面结合对比实施例来进一步说明本实施方式的效果。

该对比实施例采用SPS控制下DAB仿真电路，其主要参数如表1所示。

表1 SPS控制下仿真电路主要参数

图4为采用SPS控制下满载输出时（30kW）电路中的电感L的电压和电流波形。此时的输出电压为650V，电压转换比k为1，输入、输出电压平衡，因而电感电流的峰值较小，电路应力小，变换器效率高。

图5和图6为采用SPS控制下满载输出时（30kW）电路中的电感L的电压、电流波形，输出电压分别为300V和750V，用以检验当输入、输出电压不平衡时电路中电流应力大小。由图可知，当DAB运行于输入、输出电压不平衡状态时，其电感电流峰值明显增大，最大电流峰值为194A，这表明电路中元件所承受的电流应力增大，同时回流功率也会增大，电路效率降低。

采用本实施方式的协调控制方法控制后，电路参数如表2所示。其中，变压器变比由式 (5) 计算。与采用SPS控制方式的分析过程类似，接下来将分别取电路满载情况下的三个工作点进行分析，验证控制方式是否有效。

表2 本实施方式控制下仿真电路主要参数

首先，仍分析输入、输出电压平衡状态时（电压转换比k=1）变换器工作情况。图7为采用本实施方式控制后，电路满载输出时的电感电压、电感电流波形。此时输入电压为750V，输出电压为525V。可以看到，当输入、输出电压平衡时，本实施方式所提出的协调控制方式与传统的SPS方式控制效果相当。

图8和图9分别为采用本实施方式控制后，电路满载输出时（30kW）电路中电感L的电压、电流波形，输出电压分别为300V和750V，输入电压分别为600V和900V。可以看到，电路的电流峰值约为120A，本实施方式提出的协调控制方式显著的降低了电路中的电路应力，减少了变换器的回流功率，提高了其工作效率。

图10为宽工况下两种控制下的变流器电流峰值，容易发现当变流器输入、输出电压平衡时，电感电流峰值最小，随着输出电压偏离额定工作点，电流峰值不断增大。从图中还能发现，本实施方式提出的协同控制方式实现了宽工况下的电流峰值抑制，提升了变流器的效率。

本发明的第二实施方式涉及一种储能变流器协调控制装置，应用于储能变流器系统，所述储能变流器系统包括级联的AC/DC变换器、直流母线和DC/DC变换器，其中，所述DC/DC变换器采用DAB拓扑结构；所述储能变流器协调控制装置包括：

采集模块，用于采集所述DC/DC变换器的输出电压和输出电流；

第一计算模块，用于根据所述输出电压计算所述直流母线的电压参考值；

第二计算模块，用于根据所述输出电压和输出电流计算输出功率；

调制波信号幅值生成模块，用于将所述直流母线的电压参考值作为所述AC/DC变换器的输出电压参考值，并根据输出功率、三相电网相电压和三相电网相电流得到所述AC/DC变换器的调制波信号幅值；

第一控制信号生成模块，用于根据所述调制波信号幅值生成新调制波信号，并将新调制波信号与载波信号进行比较，产生所述AC/DC变换器的控制信号以调节所述直流母线的电压值，使得所述直流母线的电压值为所述直流母线的电压参考值；

第三计算模块，用于根据直流母线的电压参考值、输出电压和输出功率计算出所述DC/DC变换器的桥间移相角；

第二控制信号生成模块，用于以所述DC/DC变换器的桥间移相角为目标，生成控制所述DC/DC变换器的控制信号。

所述第一计算模块包括：

区间划分系数定义单元，用于根据所述DC/DC变换器的输出电压的最大值V _{out_max}和最小值V _{out_min}、以及输入电压的最大值V _{in_max}和最小值V _{in_min}定义区间划分系数C；

直流母线电压参考值计算单元，用于根据所述区间划分系数C和所述输出电压V _out 计算直流母线的电压参考值V _{dc_ref} 。

所述区间划分系数定义单元通过计算区间划分系数C。

所述直流母线电压参考值计算单元通过计算直流母线的电压参考值V _{dc_ref} ；其中，round[]表示取四舍五入。

所述第三计算模块包括：

确定单元，用于确定所述DC/DC变换器中DAB电路的等效电感L以及高频变压器变比n；

桥间移相角计算单元，用于将所述直流母线的电压参考值作为所述DC/DC变换器的输入电压V _in ，结合所述输出电压V _out 和输出功率P计算所述DC/DC变换器的桥间移相角D’；计算方式为：，其中，f _s 为开关频率。

所述DC/DC变换器中DAB电路的等效电感L大于或等于等效电感最小值L _min，所述等效电感最小值L _min根据确定，其中，V _{in_min}表示所述DC/DC变换器的输入电压的最小值，V _{out_min}表示所述DC/DC变换器的输出电压的最小值、P’表示所述DC/DC变换器的额定功率，D为所述DC/DC变换器在额定状态下的桥间移相角。

所述高频变压器变比n的确定方式为：，其中，V _{in_min}和V _{in_max}分别表示所述DC/DC变换器的输入电压的最小值和最大值，V _{out_min}和V _{out_max}分别表示所述DC/DC变换器的输出电压的最小值和最大值。

本发明的第三实施方式涉及一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一实施方式的储能变流器协调控制方法的步骤。

本发明的第四实施方式涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一实施方式的储能变流器协调控制方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。本发明实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种储能变流器协调控制方法，其特征在于，应用于储能变流器系统，所述储能变流器系统包括级联的AC/DC变换器、直流母线和DC/DC变换器，其中，所述DC/DC变换器采用DAB拓扑结构，具体包括以下步骤：

采集所述DC/DC变换器的输出电压和输出电流；

根据所述输出电压计算所述直流母线的电压参考值；

根据所述输出电压和输出电流计算输出功率；

将所述直流母线的电压参考值作为所述AC/DC变换器的输出电压参考值，并根据输出功率、三相电网相电压和三相电网相电流得到所述AC/DC变换器的调制波信号幅值；

根据所述调制波信号幅值生成新调制波信号，并将新调制波信号与载波信号进行比较，产生所述AC/DC变换器的控制信号以调节所述直流母线的电压值，使得所述直流母线的电压值为所述直流母线的电压参考值；

根据直流母线的电压参考值、输出电压和输出功率计算出所述DC/DC变换器的桥间移相角；

以所述DC/DC变换器的桥间移相角为目标，生成控制所述DC/DC变换器的控制信号。

2.根据权利要求1所述的储能变流器协调控制方法，其特征在于，所述根据所述输出电压计算所述直流母线的电压参考值，具体包括：

根据所述DC/DC变换器的输出电压的最大值V _{out_max}和最小值V _{out_min}、以及输入电压的最大值V _{in_max}和最小值V _{in_min}定义区间划分系数C；

根据所述区间划分系数C和所述输出电压V _out 计算直流母线的电压参考值V _{dc_ref} 。

3.根据权利要求2所述的储能变流器协调控制方法，其特征在于，所述区间划分系数C的计算方式为：。

4.根据权利要求2所述的储能变流器协调控制方法，其特征在于，所述直流母线的电压参考值V _{dc_ref} 的计算方式为：，其中，round[]表示对“[]”内的值取四舍五入。

5.根据权利要求1所述的储能变流器协调控制方法，其特征在于，所述根据直流母线的电压参考值、输出电压和输出功率计算出所述DC/DC变换器的桥间移相角，具体包括：

确定所述DC/DC变换器中DAB电路的等效电感L以及高频变压器变比n；

将所述直流母线的电压参考值作为所述DC/DC变换器的输入电压V _in ，结合所述输出电压V _out 和输出功率P计算所述DC/DC变换器的桥间移相角D’，计算方式为：，其中，f _s 为开关频率。

6.根据权利要求5所述的储能变流器协调控制方法，其特征在于，所述DC/DC变换器中DAB电路的等效电感L大于或等于等效电感最小值L _min，所述等效电感最小值L _min根据确定，其中，V _{in_min}表示所述DC/DC变换器的输入电压的最小值，V _{out_min}表示所述DC/DC变换器的输出电压的最小值、P’表示所述DC/DC变换器的额定功率，D为所述DC/DC变换器在额定状态下的桥间移相角。

7.根据权利要求5所述的储能变流器协调控制方法，其特征在于，所述高频变压器变比n的确定方式为：，其中，V _{in_min}和V _{in_max}分别表示所述DC/DC变换器的输入电压的最小值和最大值，V _{out_min}和V _{out_max}分别表示所述DC/DC变换器的输出电压的最小值和最大值。

8.一种储能变流器协调控制装置，其特征在于，应用于储能变流器系统，所述储能变流器系统包括级联的AC/DC变换器、直流母线和DC/DC变换器，其中，所述DC/DC变换器采用DAB拓扑结构；所述储能变流器协调控制装置包括：

采集模块，用于采集所述DC/DC变换器的输出电压和输出电流；

第一计算模块，用于根据所述输出电压计算所述直流母线的电压参考值；

第二计算模块，用于根据所述输出电压和输出电流计算输出功率；

调制波信号幅值生成模块，用于将所述直流母线的电压参考值作为所述AC/DC变换器的输出电压参考值，并根据输出功率、三相电网相电压和三相电网相电流得到所述AC/DC变换器的调制波信号幅值；

第一控制信号生成模块，用于根据所述调制波信号幅值生成新调制波信号，并将新调制波信号与载波信号进行比较，产生所述AC/DC变换器的控制信号以调节所述直流母线的电压值，使得所述直流母线的电压值为所述直流母线的电压参考值；

第三计算模块，用于根据直流母线的电压参考值、输出电压和输出功率计算出所述DC/DC变换器的桥间移相角；

第二控制信号生成模块，用于以所述DC/DC变换器的桥间移相角为目标，生成控制所述DC/DC变换器的控制信号。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一所述储能变流器协调控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述储能变流器协调控制方法的步骤。