[发明专利]多端直流电网潮流控制电路及其控制方法

说明书

本发明提出一种多端直流电网潮流控制电路及其控制方法，其特征在于：该电路设置在多端直流电网中的源端，与整流电路构成串联，包括：分别位于背靠背的双H桥结构两侧的调压电路和多端DC/DC电路；所述调压电路一侧的H桥的一端连接模块电容C₁，另一端连接输出滤波电路；所述多端DC/DC电路一侧的H桥连接高频电压器的绕组。为了避免多种控制可能引起的冲突，本发明还提出了一种主从结构的控制策略。主控单元调压电路不进行潮流控制，而是维持自身电容电压稳定；从控单元则调压电路进行潮流控制，从而最终实现多端直流系统的潮流控制，其电容电压稳定则通过多端DC/DC电路实现。其简化了直流电网结构，降低了成本。

技术领域

本发明属于电网电路领域，具体涉及一种多端直流电网潮流控制电路及其控制方法，特别适合局部多源输入直流电网，需要进行潮流及功率控制的情况。

背景技术

直流电网在实际应用中越来越多。直流电网可能存在多个源端和负载端，多个源端一起为负载提供电能。为了限制功率，实现有效潮流控制，通常要求源端的整流器具有较强的控制能力，例如采用VSC(电压源型变换器)实现能量变换，而传统的二极管整流方式将面临不能调压，功率不能自主控制等问题。但是VSC型整流变换器结构复杂，功耗大，而传统的二极管整流结构简单，功耗低，稳定性高。因此，如果能够解决潮流控制问题，将为多端直流电网结构设计提供更多的灵活性。

为了控制不同整流变换器的能量，现有技术有采用在电网中串联调节单元，通过一个VSC单元控制节点间的电压，从而实现潮流控制的方案。但该结构需要采用大容量的工频变压器，占用体积，结构复杂。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出了一种基于多端DC/DC变换器的用于潮流控制的电路及控制方法。该电路特别适用于不控整流型电路，且多端电源部分距离较近的情况。该潮流控制电路其电压等级远低于直流电网电压，可通过低压器件实现对高压直流电网的控制，也降低了开关器件功耗。同时由于该电路具备较强的电压控制能力，直流电网中无需再增加电容实现稳压，简化了直流电网结构，降低了成本。

如说明书附图图1所示，本发明提供的方案中，该电路与整流电路串联，包含调压电路和多端DC/DC电路。调压电路实现直流侧电压谐波补偿，同时进行潮流控制。考虑到潮流控制过程会引起电路能量不平衡，为此通过多端DC/DC电路实现不同电路间的能量交换。为了避免多种控制可能引起的冲突，本发明还提出了一种主从结构的控制策略。主控单元调压电路不进行潮流控制，而是维持自身电容电压稳定；从控单元的调压电路则进行潮流控制，进而最终实现多端直流系统的潮流控制，其电容电压稳定则通过多端DC/DC电路实现。本发明特别适合于不控整流的多端直流系统，同时多个源端距离较近的情况。

本发明具体采用以下技术方案：

一种多端直流电网潮流控制电路，如图1所示，其特征在于：配置在多端直流电网中的源端，与整流电路构成串联，包括：分别位于背靠背的双H桥结构两侧的调压电路和多端DC/DC电路；所述调压电路一侧的H桥的一端连接模块电容C₁，另一端连接输出滤波电路(包含滤波电感L₁和滤波电容C_O1)并最终与直流电网串联；所述多端DC/DC电路一侧的H桥连接高频电压器的绕组。

优选地，所述调压电路用于补偿电压中的谐波，并进行潮流控制；所述多端DC/DC电路用于不同DC/DC模型之间的能量传输控制。

优选地，所述多端直流电网潮流控制电路至少有两个，分别连接同一个高频变压器的不同端的绕组。

优选地，将其中一个多端直流电网潮流控制电路作为主控单元，其余作为从控单元；所述主控单元的调压电路通过对电容电压的闭环控制将自身模块电容电压维持在设定值，不进行潮流控制；所述从控单元的调压电路用于进行潮流控制。

优选地，所述从控单元通过多端DC/DC电路进行模块电容电压平衡。