[发明专利]一种适用于双极性直流微电网的交直和直直变换器控制策略

说明书

本发明一种适用于双极性直流微电网的交直和直直变换器控制策略，直流电源1选择下垂系数k1,直流电源2选择下垂系数k2，根据直流电源1参考值Vref+和直流电源2的电压参考值Vref‑得到AC/DC交直变换器和DC/DC直直变换器直流母线侧总电压参考值Vref和中点不平衡度δ，基于双闭环调节实现对直流母线总电压参考值Vref的跟踪，基于中点电压不平衡度δ调节三电平调制策略中小矢量的分配，实现对中点电压不平衡度δ的跟踪，以此实现对直流电源1电压参考值Vref+和直流电源2电压参考值Vref‑的分别跟踪控制，以此实现对双极性直流微电网中直流电源1和直流电源2电压的维持和下垂特性的调节。

技术领域

本发明专利涉及微电网领域，尤其涉及到采用双极性供电的直流微电网领域，采用中点钳位型三电平拓扑AC/DC将交流母线和双极性直流母线连接，采用中点钳位型三电平拓扑DC/DC将储能电池和双极性直流母线连接。由采用下垂控制策略的AC/DC和DC/DC共同维持双极性直流母线电压的稳定。依据直流母线中分布式电源、负载特性及分布的空间位置远近分别接入双极性直流母线的直流电源1和直流电源2，并设置直流电源1和直流电源2不同的下垂系数，并通过中点钳位型三电平拓扑AC/DC和中点钳位型三电平拓扑DC/DC共同控制直流电源1和直流电源2的下垂特性。

背景技术

微电网技术是将发电单元、储电单元和用电单元结合为一体的发、输、配、用小型电网系统，然而以光伏为代表的发电单元、以电池为代表的储能单元本身均为直流形式，相比于交流供电来看，直流供电没有相位、频率等复杂控制问题，且随着直流负荷和直流设备的逐渐增多，采用直流微电网供电的形式是未来的一种趋势。基于直流母线下垂特性的微电网是未来直流供电的主要形式，与交流微电网中交流母线下垂特性类似，不同的负荷特性、不同负荷与源之间线路阻抗的区别等均决定了直流微电网中直流母线需要具备不同的下垂特性，采用不同的下垂系数，这也是本一种适用于双极性直流微电网的交直和直直变换器控制策略提出的前提。

发明内容

为了解决直流微电网中直流母线需要具备不同下垂特性、采用不同下垂系数的问题，同时简化直流母线控制方法，本发明提供了一种适用于双极性直流微电网的交直和直直变换器控制策略。采用中点钳位式三电平AC/DC变换器作为双极性直流母线和交流母线的连接单元，采用中点钳位式三电平DC/DC变换器作为双极性直流母线和储能设备的连接单元，由三电平AC/DC变换器和三电平DC/DC变换器共同维持双极性直流母线的稳定，并通过对三电平AC/DC变换器和三电平DC/DC变换器传统控制策略的改进实现双极性直流母线中直流电源1和直流电源2下垂系数的分别设定和下垂特性的分别调整。

技术方案

本发明一种适用于双极性直流微电网的交直和直直变换器控制策略适用于双极性直流微电网，如图1所示。双极性直流微电网中直流母线分Vbus+、0、Vbus-三条母线，其中直流母线通过多台（n）AC/DC交直变换器和变压器与380VAC交流母线实现功率流动，不同类型、不同规模的储能电池分别通过DC/DC直直变换器与直流母线连接。

本发明一种适用于双极性直流微电网的交直和直直变换器控制策略中直流电源1（Vbus+对0）和直流电源2（0对Vbus-）采用不同的下垂系数、表现为不同的下垂特性以满足分布式电源和直流负荷依据种类划分和接入位置及距离等接入不同母线的需求。

发明一种适用于双极性直流微电网的交直和直直变换器控制策略通过多台（n）AC/DC交直变换器和多台（m）DC/DC直直变换器共同维持直流母线Vbus+、0、Vbus-的稳定，并由AC/DC交直变换器和DC/DC直直变换器实现对直流电源1和直流电源2不同下垂特性的调节。

本发明一种适用于双极性直流微电网的交直和直直变换器控制策略中AC/DC交直变换器和DC/DC直直变换器主电路拓扑采用二极管钳位型三电平拓扑，如图2和图3所示。