申请/专利权人：武汉理工大学

申请日：2021-07-12

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN113595112B

主分类号：H02J3/32

分类号：H02J3/32;H02J7/00;H02M7/797

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2021.11.19#实质审查的生效;2021.11.02#公开

摘要：本发明涉及一种减少电网储能容量要求的复合型负载侧调控变流器，与可再生能源和可调控负荷相结合，构成一个自主的功率转换系统，用于交流微电网的并网功率控制和电池能量管理。这样的集成配置可以同时控制电池电量，负荷功率和并网功率。本发明扩展了负荷侧调控的工作区域，并降低了接入大量可再生能源的交流微电网的所需储能容量。讨论了负载侧调控变流器的电路工作原理和控制算法。通过对负载侧调控变流器的稳态分析，证明了其扩展的工作范围。在110v交流微电网中，验证了所提出的负载侧调控变流器的并网功率控制和平均电池电流控制功能。

主权项：1.一种减少电网储能容量要求的复合型负载侧调控变流器，其组成包括：可再生能源发电源RGs、直流电源VB、电容C、C1和C2、场效应晶体管S1-S4、电感Lu和Ld、电阻ZN和ZC及电网；其中，可再生能源发电源RGs连接于直流电源VB的两端，电容C1和C2串联后连接于直流电源VB的两端；场效应晶体管S3的源极和场效应晶体管S4的漏极连接，场效应晶体管S3的漏极连接至电容C1，场效应晶体管S4的源极连接至电容C2；场效应晶体管S1的源极和场效应晶体管S2的漏极连接，场效应晶体管S1的漏极连接至电容C1，场效应晶体管S2的源极连接至电容C2；电感Lu一端连接于电容C的一端，另一端连接于场效应晶体管S1的源极和场效应晶体管S1的的漏极的连接点p；电感Ld一端连接于电容C的另一端，另一端连接于场效应晶体管S3的源极和场效应晶体管S4的漏极的连接点n；电阻ZN一端连接于电感Ld与电容C的连接点l，另一端连接于电容C1和C2串联的连接点g；电阻ZC一端连接于电容C与电感Lu连接的连接点s，另一端连接至电容C1和C2串联的连接点g；电网的正负极连接至电阻ZC的两端；支路p和g构成半桥变换器，在线电流的正周期is0中，is将给上部电容器C1充电，当直流链路电压被箝位到电池电压VB时，将产生顺时针循环电流；此时，蓄电池充电，电容器C2放电；C2由is放电，将产生逆时针循环电流，蓄电池放电，C1充电；通过控制开关支路p的占空比来控制并网功率，通过控制开关支路n的占空比来调节负荷的功率；在一个切换周期T内，Lu和Ld的等效串联电阻ESR分别表示为ru和rd；两个桥支路的等效电压源EVS分别表示为vp和vn；通过将上部开关的占空比表示为dp和dn，等效电压源电压表示为 因此，基尔霍夫电压定律函数沿着路径s-ru-Lu-vp-C1-g写成 其中iLu表示为 将式2重新写为拉普拉斯形式，则回路s-C-l-rd-ld-vn-C1-g表示为 可调控负荷电流inc算得 vc表示为拉普拉斯格式为 结合式4、5，分裂直流链存储电容器ig的电流算得 通过将蓄电池电压近似为恒定直流电压，ig表示为 节点g处的基尔霍夫电流定律函数表示为 vc由dn根据式6控制，inc变为控以实现智能负载配置；由于滤波电容C非常小，其电流忽略不计，因此iLu表示为 iLu≈is＝inc+ig.10在忽略开关损耗和滤波元件功率的情况下，负载侧调控变流器的功率守恒可以表示为Ps+Prn＝Pb+Pnc 根据式11，并网电源和RGs电源在负载侧调控变流器电池和可调控负荷之间共享；Pn缓冲Prn的波动部分，从而获得稳定的并网功率Ps和理想的电池功率Pb，最终实现电池的优化操作；式3、6从数学上描述所提出电路的动力学；dp用于控制Ps，为电网提供所需的有功和无功功率；控制dn来调节Pb，从而调节电池荷电状态SoC。

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权利要求：

百度查询： 武汉理工大学 一种减少电网储能容量要求的复合型负载侧调控变流器

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