dref> 0 時：
[0146] Gi似=Vi-Vo。
[0147] 所述步驟（3-3)和（4-3)中的a_buck通過下式確定：
[01 4引 當idref> 0 時：
[0150] Gi似=Vi-Vo
[0151] 所述步驟（3-4)的a_boost通過下式確定：
[01 5引 當idref《0時：
[0154]Gi似=Vi-Vo
[01巧]所述步驟（4-4)中的a_boost通過下式確定：
[01 5 引 當idref>0 時：
[015 引Gi似=Vi-Vo。
[0159] 測試直流變換器功率系統(tǒng)如圖5所示，由4臺SOkWPCS和一臺直流變換器模塊組 成，對模塊功率雙向流動進行測試，其中PCS1、PCS2進行電壓控制，模擬接入直流系統(tǒng)電壓 源，PCS3、PCS4電壓控制，模擬控制多端口直流變換器的直流母線電壓；直流變換器模塊通 過控制11、L2電抗器電流進行雙向功率流動測試。
[0160] 最后應(yīng)當說明的是；W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，所 屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員盡管參照上述實施例應(yīng)當理解；依然可W對本發(fā)明的【具體實施方式】 進行修改或者等同替換，送些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申 請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種雙向多端口非隔離直流變換器，其特征在于：所述直流變換器包括至少兩個其 中一端與微電網(wǎng)連接的直流變換器模塊；所述直流變換器模塊包括兩個串聯(lián)的上管模塊、 下管模塊、與所述上管模塊并聯(lián)的電容Cl和與所述下管模塊并聯(lián)的電容C2 ;所述上管模塊 包括串聯(lián)的上管開關(guān)Tl和下管開關(guān)T2且所述下管開關(guān)T2并聯(lián)電容C3 ;所述下管模塊包 括串聯(lián)的上管開關(guān)T3和下管開關(guān)T4且所述上管開關(guān)T3并聯(lián)電容C4。2. 如權(quán)利要求1所述的一種雙向多端口非隔離直流變換器，其特征在于：所述上管開 關(guān)Tl與二極管Dl反向并聯(lián)；所述下管開關(guān)T2與二極管D2反向并聯(lián)；所述上管開關(guān)T3與 二極管D3反向并聯(lián)；所述下管開關(guān)T4和與二極管D4反向并聯(lián)。3. 如權(quán)利要求2所述的一種雙向多端口非隔離直流變換器，其特征在于：在所述下管 開關(guān)T2集電極和所述電容C3對應(yīng)的連接端間設(shè)有電感L1。4. 如權(quán)利要求2所述的一種雙向多端口非隔離直流變換器，其特征在于：在所述下管 開關(guān)T3中的發(fā)射極和所述電容C4對應(yīng)的連接端間設(shè)有電感L2。5. 如權(quán)利要求1-4任意一項所述的一種直流變換器的控制方法，其特征在于：所述控 制方法包括母線電壓控制過程和母線電流控制過程；所述母線電壓控制過程包括正母線電 壓控制過程和負母線電壓控制過程；所述母線電流控制過程包括正母線電流控制過程和負 母線電流控制過程。6. 如權(quán)利要求5所述的一種控制方法，其特征在于：所述正母線電壓控制過程包括以 下步驟： (1-1)接收恒壓控制指令以及恒壓控制指令值Vdraf ; (1-2)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采樣電壓反饋值ν1+〇?)和iu〇i); (1-3)確定電壓環(huán)PI參數(shù)kp u和kl u; (1-4)確定電壓閉環(huán)PI控制輸出電流指令idraf ; (1-5)若所述idraf > 0,所述直流變換器工作在buck模式，確定a _buck，控制Tl的PffM 占空比，T2封閉； 若所述idraf < 0,所述直流變換器工作在boost模式，確定a _b〇〇st，控制T2的PffM占 空比，Tl封閉； (1-6)根據(jù)所述直流變換器的工作模式以及相應(yīng)占空比發(fā)出PffM驅(qū)動Tl和T2信號，返 回步驟（1-1)。7. 如權(quán)利要求6所述的一種控制方法，其特征在于：所述負母線電壓控制過程包括以 下步驟： (2-1)接收恒壓控制指令以及恒壓控制指令值Vdraf ; (2-2)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采樣電壓反饋值V1 ω，i⑶k); (2-3)確定電壓環(huán)PI參數(shù)kp u和kl u ; (2-4)確定電壓閉環(huán)PI控制輸出電流指令idraf ; (2-5)若所述idraf > 0,所述直流變換器工作在buck模式，確定a _buck，控制T4的PffM 占空比，T3封閉； 若所述idraf < 0,所述直流變換器工作在boost模式，確定a _b〇〇st，控制T3的PffM占 空比，T4封閉； (2-6)根據(jù)所述直流變換器的工作模式以及相應(yīng)占空比發(fā)出PffM驅(qū)動T3和T4信號，返 回步驟（2-1)。8. 如權(quán)利要求7所述的一種控制方法，其特征在于：所述正母線電流控制方法過程包 括以下步驟： (3-1)接收恒電流控制指令以及電流控制指令值Idraf ; (3-2)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采樣電壓反饋值iu〇i); (3-3)若所述idraf > 0,所述直流變換器工作在buck模式，確定a _buck，控制Tl的PffM 占空比，T2封閉； (3-4)若所述idraf < 0,所述直流變換器工作在boost模式，確定a _b〇〇st，控制T2的 PffM占空比，Tl封閉； (3-5)根據(jù)所述直流變換器的工作模式以及相應(yīng)占空比發(fā)出PffM驅(qū)動Tl和T2信號，返 回步驟（3-1)。9. 如權(quán)利要求8所述的一種控制方法，其特征在于：所述負母線電流控制方法過程包 括以下步驟： (4-1)接收恒電流控制指令以及電流控制指令值Idraf ; (4-2)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采樣電壓反饋值L00 ; (4-3)若所述idraf > 0,所述直流變換器工作在buck模式，確定a _buck，控制T4的PffM 占空比，T3封鎖； (4-4)若所述idraf < 0,所述直流變換器工作在boost模式，確定a _b〇〇st，控制T3的 PffM占空比，T4封鎖； (4-5)根據(jù)所述直流變換器的工作模式以及相應(yīng)占空比發(fā)出PffM驅(qū)動T3和T4信號，返 回步驟（4-1)。10. 如權(quán)利要求7-9任意一項所述的一種控制方法，其特征在于：所述步驟（1-3)和步 驟（2-3)中的電壓環(huán)PI參數(shù)kp u和kl u通過下式確定：其中，kp_u為電壓環(huán)比例系數(shù),kl u為電壓環(huán)積分系數(shù)；Kpt^U1。和K11均為常數(shù)，Vdraf 電流外環(huán)指令值，ν1〇?)直流公共母線電壓第k次采樣值，U_為電壓偏差絕對值最小值，Uniax : 為電壓偏差絕對值最大值； 所述步驟（1-4)和步驟（2-4)中的電流指令idraf通過下式確定：其中，idraf :為內(nèi)環(huán)電流指令，Ts :采樣周期； 所述步驟（1-5)和步驟（2-5)中的a_buck通過下式確定： 當 idraf > 0 時：ei(k) = Vi_Vo 其中，a :PWM占空比，Kpi :電流內(nèi)環(huán)比例系數(shù)，K11 :電流內(nèi)環(huán)積分系數(shù)，V1 :輸入電壓， V。：輸出電壓； 所述步驟（1-5)的a_boost通過下式確定： 當idraf彡O時：所述步驟（2-5)的a_boost通過下式確定： 當 idraf > O 時：11. 如權(quán)利要求10任意一項所述的一種控制方法，其特征在于：所述步驟（3-3)和步 驟（4-3)中的a_buck通過下式確定：所述步驟（3-4)的a_boost通過下式確定：所述步驟（4-4)中的a_boost通過下式確定：12. 如權(quán)利要求6-9任意一項所述的一種控制方法，其特征在于： 當雙向直流變換器正極正向工作時，所述Tl和D2配合工作，直流變換器處于Buck模 式；當Tl導通時，電容Cl側(cè)電壓加到二極管Dl、電感Ll和輸出電容C3上，故二極管D2 截止；此時加在電感Ll上的電壓為Vi+>Vo+，故電感電流線性增加能量以磁場能的形式存 儲在電感Ll中，并同時向輸出電壓Vo側(cè)充電；當Tl關(guān)斷時，電感電流通過二極管D2續(xù) 流，電感電流線性減小，電感Ll的儲能向電容C3轉(zhuǎn)移； 當雙向直流變換器負極正向工作時，T4和二極管D3配合工作，直流處于Buck降壓模 式；當T4導通時，電容C2側(cè)電壓加到二極管D4、電感L2和輸出電容C4上，故二極管D3 截止；此時加在電感L2上的電壓為Vi_>V0_，故電感電流線性增加能量以磁場能的形式存 儲在電感L2中，并同時向輸出電壓Vo側(cè)充電；當T4關(guān)斷時，電感電流通過二極管D3續(xù) 流，電感電流線性減小，電感L2的儲能向電容C4轉(zhuǎn)移。13.如權(quán)利要求6-9任意一項所述的一種控制方法，其特征在于： 當雙向直流變換器正極反向工作時，Τ2和二極管Dl配合工作，所述直流變換器處于 boost模式；所述Τ2導通時，電容C3全部加到電感上，電感電流線性增加，電能以磁場 能的形式存儲在電感Ll中，二極管Dl截止；當T2關(guān)斷時，電感電流通過二極管Dl向輸入 電壓Vi側(cè)流動，電容C3和電感Ll上的儲能向電容Cl轉(zhuǎn)移，即給Cl充電； 當雙向直流變換器負極反向工作時，T3和二極管D4配合工作，直流處于boost模式； T3導通時，電容C4全部加到電感上，電感電流線性增加，電能以磁場能的形式存儲在電感 L2中，二極管D4截止；當T3關(guān)斷時，電感電流通過二極管D4向輸入電壓Vi側(cè)流動，電容 C4和電感L2上的儲能向電容C2轉(zhuǎn)移，即給電容C2充電。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙向多端口非隔離直流變換器及其控制方法，所述直流變換器包括至少兩個其中一端與微電網(wǎng)連接的直流變換器模塊；所述直流變換器模塊包括兩個串聯(lián)的上管模塊、下管模塊、與所述上管模塊并聯(lián)的電容C1和與所述下管模塊并聯(lián)的電容C2；所述上管模塊包括串聯(lián)的上管開關(guān)T1和下管開關(guān)T2且所述下管開關(guān)T2并聯(lián)電容C3；所述下管模塊包括串聯(lián)的上管開關(guān)T3和下管開關(guān)T4且所述上管開關(guān)T3并聯(lián)電容C4。所述控制方法包括正母線電壓控制過程、負母線電壓控制過程、正母線電流控制過程和負母線電流控制過程。本申請每個模塊均可實現(xiàn)能量的雙向流動，可以根據(jù)需求控制指定端口的電壓或者功率。
【IPC分類】H02M3/10
【公開號】CN105429459
【申請?zhí)枴緾N201410483977
【發(fā)明人】李官軍, 丁杰, 胡金杭, 陶以彬, 周晨, 余豪杰, 楊波, 赫衛(wèi)國, 馮鑫振, 劉歡, 曹遠志, 朱紅保, 李躍龍, 盧俊峰, 鄢盛馳, 俞斌, 桑丙玉, 王德順
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2014年9月19日