[发明专利]一种超级电容储能单元集成化多电平变换器的SOC均衡方法

权利要求书

1.一种超级电容储能单元集成化多电平变换器的SOC均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将控制器与超级电容储能单元模块化多电平变换器连接；

步骤2：控制器采集超级电容储能单元模块化多电平变换器中各子模块的超级电容实时电压值；

步骤3：利用下式计算各子模块中超级电容的SOC值：

式中SOC_i表示第i个子模块的SOC值，i为子模块序号，为第i个子模块中的超级电容的实时电压值，SC_i表示第i个子模块中的超级电容，t表示时间，为子模块中的超级电容额定电压，所有子模块中的超级电容额定电压均相同；

步骤4：计算超级电容储能单元模块化多电平变换器第x相各子模块中的超级电容的SOC平均值：

式中，N为第x相中子模块总数量的二分之一；

计算超级电容储能单元模块化多电平变换器第x相上桥臂各子模块中的超级电容的SOC平均值：

计算超级电容储能单元模块化多电平变换器第x相下桥臂各子模块中的超级电容的SOC平均值：

步骤5：将第x相子模块上桥臂超级电容SOC平均值SOC_up作为子模块SOC均衡参考值输入SOC均衡环节，经过反馈控制得到SOC均衡的单相占空比信号将第x相子模块超级电容SOC平均值SOC_phase、第x相上桥臂子模块超级电容SOC平均值SOC_up和第x相下桥臂子模块超级电容SOC平均值SOC_low作为桥臂SOC均衡参考值输入SOC均衡环节，经过反馈控制得到SOC均衡的单相桥臂占空比信号

步骤6：由下式计算补偿功率：

式中ΔP_DC表示补偿功率值，P_charge表示超级电容的充电功率，SOC_max和SOC_min分别为预设的超级电容SOC值的上限值和下限值；再将ΔP_DC输入电流调节器采用PI控制计算得到共模占空比信号d_com；

步骤7：将步骤5和步骤6中得到的单相占空比信号单相桥臂占空比信号和共模占空比信号d_com相加输入PWM调制环节进行载波移相调制，得到子模块中半桥单元S_i1和S_i2的驱动脉冲；

步骤8：由下式计算子模块电容的参考电压：

式中u_Cref表示子模块电容参考电压，U_dc表示直流母线电压；将u_Cref作为参考电压输入子模块电容电压平衡模块，输出得到占空比信号d_Ti；再将占空比信号d_Ti输入PWM调制环节进行载波移相调制之后得到子模块中半桥单元T_i1、T_i2的驱动脉冲；完成超级电容储能单元集成化多电平变换器的SOC均衡。

2.根据权利要求1所述的一种超级电容储能单元集成化多电平变换器的SOC均衡方法，其特征在于，步骤4中的超级电容储能单元模块化多电平变换器第x相是超级电容储能单元模块化多电平变换器的a相或b相或c相。