[发明专利]一种大功率双向DC/DC变换器高动态性能控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流变换控制技术的方法，具体讲涉及一种大功率双向DC/DC变换器高动态性能控制方法。

背景技术

大功率双向DC-DC变换器应用在大容量储能系统，可以提高储能电池容量利用率，有利于储能电池模块化使用，满足不同类型电池并联运行，提高储能系统运行可靠性。每个双向DC/DC模块均具备恒压、恒功率、恒流等能量双向流动控制特性。多个DC/DC模块并联运行时，可以通过功率均分或者根据每个电池SOC及容量决定功率分配比例，实现系统SOC的一致性，提高整个储能系统优化控制目标。双级储能系统(AD/DC+DC/DC)工作离网运行状态时，对系统动态性、稳态性均有很高要求，才能确保输出电压、频率的稳定性。因此，DC/DC作为恒压源必须具备较高的动态性能。常规的电压控制框图如图1，但是固定PI控制很难同时满足小功率输出的稳定性以及大范围功率变化的动态性。

因此，需要提供一种可以兼顾DC/DC工作小功率范围输出电压稳定性以及大功率充放电转换时电压输出动态性的大功率双向DC/DC变换器高动态性能控制方法。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种大功率双向DC/DC变换器高动态性能控制方法，该方法用于解决DC/DC变换器大功率充放电转换或低功率范围运行时，输出电压稳定性的问题。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种大功率双向DC/DC变换器高动态性能控制方法，所述方法包括以下步骤：I、控制器接收恒压控制指令及恒压控制指令值，获得AD采样电压反馈值；其改进之处在于：

II、所述DC/DC变换器输出波动性小功率时，改变电压环PI控制参数，确定电压环PI控制器输出的电流指令；

III、所述DC/DC变换器大功率充放电转换时，根据电压差值改变电压环PI参数，输出电流指令；

IV、所述DC/DC变换器切换工作模式时，根据状态切换方向改变电流内环积分项；

V、根据所述DC/DC变换器的工作模式及占空比发出PWM驱动信号。

进一步的，所述步骤II中，电压环控制采用自适应变PI控制参数，所述DC/DC变换器输出波动性小功率时，如下式(1)改变电压环PI控制参数：

其中，k_{p_u}为电压环比例系数，k_{i_u}为电压环积分系数；K_p0、K_p1、K_i0、K_i1均为常数，U_min为电压偏差绝对值最小值，U_max为电压偏差绝对值最大值，u_dref为恒压控制指令值，u_o(k)为直流输出侧电压第k次采样值。

进一步的，所述步骤II中，确定电压环PI控制器输出的电流指令i_dref如下式(2)、(3)：

e_u(k)＝u_dref-u_o(k) (3)

其中，i_dref为电压环比例系数，e_u(k)为第k次采样电压偏差，u_dref为电流外环指令值，u_o(k)为直流输出侧电压第k次采样值，T_s采样周期，k_{i_u}为电压环积分系数。

进一步的，所述步骤III中，当DC/DC变化器工作在大功率充放电转换过程，为快速跟踪电压指令，改变电压环PI调节输出电流指令i_dref，包括：

判断电压环PI调节输出电流指令i_dref大小：若，且u_dref-u_o(k)＞ΔU_max，则i_dref(k)＝0，若i_dref(k)＜0，且u_dref-u_o(k)＜-ΔU_max，则i_dref(k)＝0，

其中，i_dref(k)为第k次电流指令值，u_dref为电压指令值，u_o为直流输出侧电压采样值，ΔU_max为电压偏差最大值。