[发明专利]能量路由器运行控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种能量路由器运行控制方法及系统，将能量路由器划分为正常运行模式、低压穿越模式两种工作模式。正常运行模式下，通过对柴油发电机出力分阶段调度实现系统协调稳定，维持源荷间功率平衡，同时实现储能单元的SOC调控，保证能量路由器高效运行；低压穿越模式下，通过使柴油发电机、光伏发电单元按最大输出功率出力，储能单元采用恒压控制，系统级协调控制以抑制母线电压的持续下降，支撑母线电压的快速恢复，保证能量路由器低压故障的有效穿越。同时，采用零相移低通滤波与迟滞比较方法进行低压跌落检测，保证检测的实时性、抗扰性，并避免了模式间的频繁切换。

技术领域

本发明涉及微源互联供电及控制技术领域，特别是一种能量路由器运行控制方法及系统。

背景技术

能量路由器指的是一种融合信息流与能量流以实现多源互联的电力电子装置。能量路由器拓扑接口如图1所示，包括两条直流母线：柴油发电机经单向AC/DC变换器连接直流母线，光伏阵列经单向DC/DC变换器1连接直流母线，储能单元经双向DC/DC变换器连接直流母线，直流母线经单向DC/DC变换器2、3分别形成高压、低压直流接口供电，同时直流母线对外留有直流母线互联接口，便于外部系统互联；柴油发电机经旁路开关连接交流母线，直流母线经PWM逆变器连接交流母线，交流母线上分别引出三相、单相交流接口供电。能量路由器采用光伏单元、储能单元与柴油发电机联合供电。

能量路由器可实现高效利用各类能源，提供灵活电力电子接口，同时承担能量管理工作，从而提升供电系统能源保障能力。海岛开发、野外作战等特殊应用场景，对能量路由器可靠工作提出了更严苛的挑战。一方面，此类场景缺乏大电网的支撑，能量路由器系统不具备足够的惯性和阻尼，各类电能质量与稳定性问题随之浮现；同时，各种不同形式的微源输出电压范围分布广、输出特性差异大，导致能量路由器系统需具备较宽电压范围的接入能力、控制方法的复杂化；此外，此类场景下各类敏感负荷对电源可靠性和抗干扰能力的要求极高，对系统协调控制方法的动态与稳态性能均提出了较高挑战。另一方面，此类场景下环境恶劣，能量路由器系统长期工作在极端工况，增大了系统中模块发生过流、短路等故障的概率，此类安全问题严重威胁着整个系统的稳定性与可靠性，为保障故障发生后系统的快速恢复与稳定运行，能量路由器的低压穿越能力面临着更严峻的挑战。综上所述，亟需突破能量路由器高效运行与低压穿越的重大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种能量路由器运行控制方法及系统，防止模式切换引发系统振荡。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种能量路由器运行控制方法，包括以下步骤：

S1、采样直流母线电压V_bus，将直流母线电压V_bus经零相移低通滤波器H(z)滤波后得到信号V_{bus_fil}；其中，H(z)＝|h(z)|²，h(z)为零相移低通滤波器H(z)内部的有相移低通滤波器，直流母线电压V_bus与滤波后的信号V_{bus_fil}满足V_{bus_fil}(z)＝H(z)V_bus(z)，V_bus(z)为V_bus的z变换，V_{bus_fil}(z)为V_{bus_fil}的z变换；

S2、当V_{bus_fil}V_{bus_rgl}时，控制能量路由器处于正常运行模式；当V_{bus_fil}V_{bus_rdth}时，控制能量路由器处于低压穿越模式；其中，V_{bus_rgl}≥V_{bus_rdth}；V_{bus_rgl}为正常运行模式阈值，V_{bus_rdth}为低压穿越模式阈值。