一种DAB变换器软开关域优化控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种DAB变换器软开关域优化控制方法及系统，根据光伏电压参考值、实时获取DAB变换器一次侧分压电容电压及二次侧输出电压，计算软开关区域控制量边界值、零电压占空比及移相比；结合滞环控制方法，确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令；利用电压平衡方法，对DAB变换器的占空比指令进行修正；基于修正后的DAB变换器的占空比指令及移相比指令，利用预设调制方法，得到DAB变换器的开关触发信号。本发明专利技术利用占空比可调能力，采用优化移相控制策略，相比于传统单移相控制策略，显著提高了DAB半载附近的软开关运行能力，提升了光伏变换器全工况范围内的运行效率。光伏变换器全工况范围内的运行效率。光伏变换器全工况范围内的运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种DAB变换器软开关域优化控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种DAB变换器软开关域优化控制方法及系统。

技术介绍

[0002]为应对全球气候变化问题，风电、光伏等新能源发电渗透率与日俱增，光伏发电正向规模化和并网集中化发展。双有源DC/DC变换器(DAB)因功率双向流动、电气隔离以及运行效率高等优点，在大规模光伏发电领域具有巨大应用潜力。提高DAB的功率密度，降低其成本，利用软开关优化提升DAB的运行效率是关键。传统单移相控制方式(SPS)在DAB两侧电压不匹配时，易出现软开关失败情况，器件开关损耗大幅增加，降低了转换效率，增加了冷却系统的成本。继而采用双移相控制方式(DPS)可扩展软开关运行范围，但增加了控制算法的复杂度。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的传统单移相控制方式在DAB两侧电压不匹配时，易出现软开关失败情况，器件开关损耗大幅增加的缺陷，以及双移相控制方式增加了控制算法的复杂度的缺陷，从而提供一种DAB变换器软开关域优化控制方法及系统。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种DAB变换器软开关域优化控制方法，DAB变换器一次侧连接光伏电池板，DAB变换器二次侧连接并网装置直流单元，包括：根据光伏电压参考值、实时获取DAB变换器一次侧分压电容电压及二次侧输出电压，计算软开关区域控制量边界值、零电压占空比及移相比；根据软开关区域控制量边界值、零电压占空比及移相比，结合滞环控制方法，确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令；根据实时获取DAB变换器一次侧分压电容电压，利用电压平衡方法，对DAB变换器的占空比指令进行修正；基于修正后的DAB变换器的占空比指令及移相比指令，利用预设调制方法，得到DAB变换器的开关触发信号，开关触发信号用于控制DAB变换器的运行状态。
[0006]在一实施例中，DAB变换器由ANPC变换器、高频变压器及H全桥变换器构成，ANPC变换器及H全桥变换器通过高频变压器连接，计算软开关区域控制量边界值的过程，包括：采集DAB变换器一次侧分压电容电压及二次侧输出电压；基于分压电容电压、二次侧输出电压以及高频变压器变比，计算DAB两侧电压匹配系数；基于DAB变换器内部器件死区时间、开关频率以及DAB两侧电压匹配系数，计算软开关区域控制量边界值，软开关区域控制量边界值包括：移相比上边界值、占空比上边界值、占空比下边界值。
[0007]在一实施例中，计算零电压占空比及移相比的过程，包括：采集DAB变换器一次侧两个分压电容的电压及二次侧输出电压；基于DAB变换器一次侧两个分压电容的电压及二次侧输出电压，计算光伏电压；将光伏电压参考值与光伏电压的差值进行比例积分后，得到
零电压占空比，将光伏参考值与光伏电压的差值取反后进行比例积分后，得到移相比。
[0008]在一实施例中，根据软开关区域控制量边界值、零电压占空比及移相比，结合滞环控制方法，确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令的过程，包括：利用软开关区域控制量边界值，将DAB变换器分为两个不同运行功率对应的运行模式；根据移相比、移相比的边界附加极小量、软开关区域控制量边界值、滞环控制参数，选择对应的运行模式，以确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令。
[0009]在一实施例中，选择对应的运行模式，以确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令的过程，包括：根据移相比的边界附加极小量，判断移相比是否处于移相比上边界值预设范围内；当移相比未处于移相比上边界值预设范围内时，比较移相比与移相比上边界值大小，并基于比较结果，确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令；当移相比处于移相比上边界值预设范围内时，根据滞环控制参数，确定DAB变换器的软开关占空比指令及软开关移相比指令。
[0010]在一实施例中，基于比较结果，确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令的过程，包括：当移相比大于移相比上边界值时，将占空比下边界值作为DAB变换器的占空比指令，将移相比作为DAB变换器的移相比指令；当移相比小于移相比上边界值时，将占空比上边界值作为DAB变换器的占空比指令，将移相比作为DAB变换器的移相比指令；当移相比等于移相比上边界值时，将零电压占空比作为DAB变换器的占空比指令，将移相比上边界值作为DAB变换器的移相比指令。
[0011]在一实施例中，设置两个滞环，则计算滞环控制参数过程，包括：将移相比上边界值与移相比的边界附加极小量的和值，作为上滞环的第一参数；将上滞环的第一参数与滞环宽度的和值作为上滞环的第二参数；将移相比上边界值与移相比的边界附加极小量的差值，作为下滞环的第一参数；将下滞环的第一参数与滞环宽度的差值作为下滞环的第二参数。
[0012]在一实施例中，根据滞环控制参数，确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令的过程，包括：当上滞环位于高位时，将占空比下边界值作为DAB变换器的占空比指令，将移相比作为DAB变换器的移相比指令；当下滞环位于低位时，将占空比上边界值作为DAB变换器的占空比指令，将移相比作为DAB变换器的移相比指令；当上滞环不位于高位，且下滞环不位于低位时，将零电压占空比作为DAB变换器的占空比指令，将移相比上边界值作为DAB变换器的移相比指令。
[0013]在一实施例中，根据实时获取DAB变换器一次侧分压电容电压，利用电压平衡方法，对DAB变换器的占空比指令进行修正的过程，包括：采集DAB变换器一次侧两个分压电容的电压；将两个分压电容的电压的差值进行比例、限幅控制后，得到占空比微调量；利用占空比微调量对ANPC变换器正负电平的占空比进行修正。
[0014]第二方面，本专利技术实施例提供一种DAB变换器软开关域优化控制系统，包括：第一计算模块，用于根据光伏电压参考值、实时获取DAB变换器一次侧分压电容电压及二次侧输出电压，计算软开关区域控制量边界值、零电压占空比及移相比；第二计算模块，用于根据软开关区域控制量边界值、零电压占空比及移相比，结合滞环控制方法，确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令；修正模块，用于根据实时获取DAB变换器一次侧分压电容电压，利用电压平衡方法，对DAB变换器的占空比指令进行修正；调制模块，用于基于修正后的DAB
变换器的占空比指令及移相比指令，利用预设调制方法，得到DAB变换器的开关触发信号，开关触发信号用于控制DAB变换器的运行状态。
[0015]第三方面，本专利技术实施例提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行本专利技术实施例第一方面的DAB变换器软开关域优化控制方法。
[0016]第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行本专利技术实施例第一方面的DAB变换器软开关域优化控制方法。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DAB变换器软开关域优化控制方法，所述DAB变换器一次侧连接光伏电池板，所述DAB变换器二次侧连接并网装置直流单元，其特征在于，包括：根据光伏电压参考值、实时获取所述DAB变换器一次侧分压电容电压及二次侧输出电压，计算软开关区域控制量边界值、零电压占空比及移相比；根据软开关区域控制量边界值、零电压占空比及移相比，结合滞环控制方法，确定所述DAB变换器的占空比指令及移相比指令；根据实时获取所述DAB变换器一次侧分压电容电压，利用电压平衡方法，对所述DAB变换器的占空比指令进行修正；基于修正后的所述DAB变换器的占空比指令及移相比指令，利用预设调制方法，得到所述DAB变换器的开关触发信号，所述开关触发信号用于控制所述DAB变换器的运行状态。2.根据权利要求1所述的DAB变换器软开关域优化控制方法，其特征在于，所述DAB变换器由ANPC变换器、高频变压器及H全桥变换器构成，所述ANPC变换器及所述H全桥变换器通过所述高频变压器连接，计算软开关区域控制量边界值的过程，包括：采集所述DAB变换器一次侧分压电容电压及二次侧输出电压；基于所述分压电容电压、二次侧输出电压以及所述高频变压器变比，计算DAB两侧电压匹配系数；基于所述DAB变换器内部器件死区时间、开关频率以及所述DAB两侧电压匹配系数，计算软开关区域控制量边界值，所述软开关区域控制量边界值包括：移相比上边界值、占空比上边界值、占空比下边界值。3.根据权利要求1所述的DAB变换器软开关域优化控制方法，其特征在于，计算零电压占空比及移相比的过程，包括：采集所述DAB变换器一次侧两个分压电容的电压及二次侧输出电压；基于所述DAB变换器一次侧两个分压电容的电压及二次侧输出电压，计算光伏电压；将光伏电压参考值与光伏电压的差值进行比例积分后，得到零电压占空比，将光伏参考值与光伏电压的差值取反后进行比例积分后，得到移相比。4.根据权利要求2所述的DAB变换器软开关域优化控制方法，其特征在于，所述根据软开关区域控制量边界值、零电压占空比及移相比，结合滞环控制方法，确定所述DAB变换器的占空比指令及移相比指令的过程，包括：利用所述软开关区域控制量边界值，将所述DAB变换器分为两个不同运行功率对应的运行模式；根据移相比、移相比的边界附加极小量、软开关区域控制量边界值、滞环控制参数，选择对应的运行模式，以确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令。5.根据权利要求4所述的DAB变换器软开关域优化控制方法，其特征在于，选择对应的运行模式，以确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令的过程，包括：根据移相比的边界附加极小量，判断移相比是否处于移相比上边界值预设范围内；当移相比未处于移相比上边界值预设范围内时，比较所述移相比与所述移相比上边界值大小，并基于比较结果，确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令；当移相比处于移相比上边界值预设范围内时，根据所述滞环控制参数，确定DAB变换器的软开关占空比指令及软开关移相比指令。
6.根据权利要求5所述的DAB变换器软开关域优化控制方法，其特征在于，基于比较结果，确定DAB变换器的占空比指令及移相比指令的过程，包括：当移相比大于所述移相比上边界值时，将所述占空比下边界值作为DAB变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯龙，王新颖，邓卫华，刘亚丽，黄均纬，韩乃峥，苏鹏飞，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：