[发明专利]一种高效双向功率变换模块可靠并联控制系统及方法

权利要求书

1.一种模块化高频链矩阵变换器，其特征在于，包括第一高频链矩阵变换器子模块和第二高频链矩阵变换器子模块；

所述第一高频链矩阵变换器子模块与所述第二高频链矩阵变换器子模块的三相输入端均并联接入三相电网，所述第一高频链矩阵变换器子模块输出电容的负极与所述第二高频链矩阵变换器子模块输出电容的正极相连接，所述第一高频链矩阵变换器子模块输出电容的正极连接负载电池的正极，所述第二高频链矩阵变换器子模块输出电容的负端连接电池负载的负极。

2.一种高效双向功率变换模块可靠并联控制系统，采用了权利要求1中所述的模块化高频链矩阵变换器，其特征在于，包括：

双极性电流空间矢量调制模块、输入均流反步控制模块和输出均压反步控制模块；其中，所述输入均流反步控制模块包括输出电流外环反步控制器、输出电压中环反步控制单元、输入电流内环反步控制单元；所述输出均压反步控制模块包括输出电压外环反步控制单元和输入电流内环反步控制单元；

所述输出电流外环反步控制器根据接收到的给定的输出电流参考值以及模块化高频链矩阵变换器的输出电流实际值和输出电压实际值，得到每个高频链矩阵变换器子模块的输出电压参考值和输出电流误差变量；

所述输出电压中环反步控制单元根据模块化高频链矩阵变换器的输出电流实际值和输出电压实际值，以及输入电流在有功分量d轴的参考值和输出电流误差变量，得到模块化高频链矩阵变换器的输入电流在有功分量d轴的参考值和输出电压误差变量；

所述输出电压外环反步控制单元根据接收到的给定的输出电压参考值以及模块化高频链矩阵变换器的输出电流实际值和输出电压参考值，得到输入电流在有功分量d轴的参考值和输出电流误差变量；

所述输入电流内环反步控制单元根据模块化高频链矩阵变换器的三相电流、桥臂中点电压，以及所述输出电压中环反步控制单元或所述输出电压外环反步控制单元的输出量，计算得到三相电流有功分量的调制比；

所述双极性电流空间矢量调制模块根据三相电流有功分量的调制比，得到用于驱动模块化高频链矩阵变换器双向开关的控制脉冲信号。

3.如权利要求2中所述的一种高效双向功率变换模块可靠并联控制系统，其特征在于，所述高效双向功率变换模块可靠并联控制系统还包括锁相环模块和坐标变换模块；所述锁相环模块根据三相电压实际值得到电网电压的相位角；所述坐标变换模块根据三相电流实际值，得到电网电流有功分量和无功分量。

4.如权利要求2中所述的一种高效双向功率变换模块可靠并联控制系统，其特征在于，所述输出电压中环反步控制单元用于控制输出电压，跟踪参考电压；所述输出电压中环反步控制单元包括第一输出电压中环反步控制器和第二输出电压中环反步控制器；所述第一输出电压中环反步控制器用于第一高频链矩阵变换器子模块，所述第二输出电压中环反步控制器用于第二高频链矩阵变换器子模块。

5.如权利要求4中所述的一种模块化高频链矩阵变换器功率均衡反步控制系统，其特征在于，所述输入电流内环反步控制单元用于控制输入电流有功分量和桥臂中点电压的有功分量，跟踪输入电流有功分量参考值和桥臂中点电压的有功分量参考值；所述输入电流内环反步控制单元包括第一输入电流内环反步控制器和第二输入电流内环反步控制器；所述第一输入电流内环反步控制器用于第一高频链矩阵变换器子模块，所述第二输入电流内环反步控制器用于第二高频链矩阵变换器子模块。

6.如权利要求5中所述的一种模块化高频链矩阵变换器功率均衡反步控制系统，其特征在于，所述输出电压外环反步控制单元用于控制总输出电压，跟踪给定的输出电压参考值；所述输出电压外环反步控制单元包括第一输出电压外环反步控制器和第二输出电压外环反步控制器；所述第一输出电压外环反步控制器用于第一高频链矩阵变换器子模块，所述第二输出电压外环反步控制器用于第二高频链矩阵变换器子模块。