[发明专利]一种具有电磁应力柔化特性的能量路由器及其控制方法

权利要求书

1.一种具有电磁应力柔化特性的能量路由器的控制方法，其特征在于，所述具有电磁应力柔化特性的能量路由包括硅芯动态内存单元、双向开关动态分配矩阵和端口变压器，所述硅芯动态内存单元包括多个硅芯动态分配最小单位，双向开关动态分配矩阵包括多个双向开关单元；每个硅芯动态分配最小单位的一端连接在直流母线上，另一端与四个双向开关单元的第一端连接，四个双向开关单元的第二端用于连接负载；所述硅芯动态分配最小单位为三相全桥单元，包括硅芯开关管Q1、硅芯开关管Q2、硅芯开关管Q3、硅芯开关管Q4、硅芯开关管Q5和硅芯开关管Q6，硅芯开关管Q1和硅芯开关管Q4组成三相电压中的A相桥臂，硅芯开关管Q3和硅芯开关管Q6组成三相电压中的B相桥臂，硅芯开关管Q5和硅芯开关管Q2组成三相电压中的C相桥臂；

所述的具有电磁应力柔化特性的能量路由器的控制方法，包括以下步骤：

步骤1、利用硅芯动态规划策略得到能量路由器中各开关管下一阶段的状态S_ck+1，具体包括以下步骤：

步骤1.1、计算在设定功率下，流过每个开关管最小电流C_min，C_min =F(S,C,V,P,PA)；

步骤1.2、根据步骤1.1计算得到的C_min计算以电流为目标函数下的开关管状态S_C，S_C=φ(C_min,C,V,P,PA)，其中，S_C为电流为目标函数下的某一个周期的开关管状态，关断：0，开通：1，矩阵；S为上个周期的开关管状态，矩阵；C为阶段变量的电流值，矩阵；V为阶段变量的电压值，矩阵；P为阶段变量的功率，矩阵；PA为阶段变量的功率角，矩阵；

步骤1.3、初始化F(U_k)，并计算F[U_k+1]， F[U_k+1] = option{F(U_k) + C_min(U_k,X_k)}，通过F[U_k+1]得出下阶段的开关状态S_ck+1，

其中，X_k表示决策后的状态， U_k表示状态和参数值的集合，包括S_ck,C_k,V_k,P_k和PA_k；S_ck为k阶段下以电流为目标函数的开关管状态；C_k为k阶段变量的电流值，矩阵；V_k为k阶段变量的电压值，矩阵；P_k为k阶段变量的电压值，矩阵；PA_k为k阶段变量的功率角，矩阵；

步骤2、利用能量最优化分配策略得到能量路由器中各开关管的状态S_APk+1，具体包括以下步骤：

步骤2.1、计算流出能量路由器端口的最大有功功率AP_MAX：AP_MAX=W(S,C,V,P,PA);

步骤2.2、根据步骤2.1得到的流出能量路由器端口的最大有功功率AP_MAX计算有功功率为目标函数下的开关管状态为S_AP，S_AP =φ(AP_MAX,C,V,P,PA)；

步骤2.3、初始化W(U_k)，并计算决策后的W[U_k+1]，通过决策后的W[U_k+1]计算出下阶段的开关状态S_APk+1；

W[U_k+1]的计算公式为：W[U_k+1] = option{W(U_k) + AP_MAX(U_k,X_k)}；

步骤3、由硅芯动态规划策略得出电流为目标函数下的下一阶段开关管状态S_ck+1以及能量最优化分配策略得出有功功率为目标函数下的下一阶段开关管状态S_{AP k+1}得到开关管下阶段的开通状态S：

S=α* S_ck+1 +β*S_APk+1 其中α +β = 1；

其中，α为以电流为目标函数下开关管开通或关断时间占一个周期的百分比系数；β为以有功功率为目标函数下开关管开通或关断时间占一个周期的百分比系数；

若同一个开关管的S_ck+1和S_APk+1相同，则在一个周期T中工作在此状态；当计算得出不同开关状态，则按照α，β系数在一个周期T内控制开通或关断时间。