申请/专利权人：燕山大学

申请日：2023-11-16

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN117650692B

主分类号：H02M1/32

分类号：H02M1/32;H02M1/36;H02M3/335

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2024.03.22#实质审查的生效;2024.03.05#公开

摘要：本发明公开了一种储能变流器过流抑制方法，属于变换器技术领域，包括：S1、分析变压器工作模态，建立储能变流器的数学模型，得到储能变流器等效电路；S2、根据等效电路分析第一次浪涌电流产生原因，使用软启动电阻和继电器配合抑制第一次浪涌电流；S3、软启动电阻在不控整流阶段已经被切出，即此时没有软启动电阻抑制闭环冲击电流，采用加入电网电压前馈补偿抑制闭环控制带来的电流尖峰；S4、当母线电压再次稳定后，可以启动LLC为动力电池充电。本发明减小上电瞬间的功率损耗，提高电路的寿命，即通过一系列软启电路启动方式配合控制器调制减小浪涌电流尖峰对电路和元件的影响，解决储能变流器启动过程中电流尖峰过大的问题。

主权项：1.一种储能变流器过流抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、分析变压器工作模态，建立储能变流器的数学模型，得到储能变流器等效电路；S2、根据等效电路分析第一次浪涌电流产生原因，使用软启动电阻和继电器配合抑制第一次浪涌电流；S2具体包括以下步骤：S21加入软启动电阻抑制第一次浪涌电流；加入软启动电阻，电网电压上电前后，等效为RC一阶系统对阶跃系统的响应，根据动态性能指标的定义,当t＝T时，ct＝0.632，当t分别等于2T、3T和4T时，ct的数值将分别等于终值的86.5％,95％和98.2％；由于时间常数T反映系统的惯性，所以一阶系统的惯性越小，其响应越快，反之，惯性越大，响应越慢；因此，软启动电阻加入系统之后相当于增加了系统阻尼，即增加了时间常数T，防止电压突变带来的电流尖峰；S22在母线电压达到0.865倍的交流侧电压有效值时，将继电器切出，减小软启动电阻损耗；为了保证软启动电阻损耗较小，电路能多次连续启动，将母线电压达到0.865倍的交流侧电压有效值时，闭合继电器，从而旁路软启动电阻；S3、软启动电阻在不控整流阶段已经被切出，即此时没有软启动电阻抑制闭环冲击电流，采用加入电网电压前馈补偿抑制闭环控制带来的电流尖峰；S3具体包括以下步骤：在没有电网电压前馈时，闭环暂态过程的电感电流参考值和电感电压值分别为式6和式7： 由于单相储能变流器是升压型变换器，不控整流阶段输出的电压小于闭环控制阶段直流母线的输出电压；在初始状态，实际输出电压Udc远远低于母线闭环参考电压Udc*；根据式6，在闭环暂态过程中，电压外环误差值e1初始值为正，电压环PI调节器饱和过快，电感电流参考值iL*为正；由于电感电流无法快速跟踪给定，此时式7电流内环误差值e2保持为负，根据式7中VL表达式可得，含有内环误差e2部分为正；此时电网电压vg的引入对于电感电压VL而言相当于一个正偏置，直接造成电感电压值较大，从而引起闭环暂态过程中的浪涌电流；加入电网电压前馈方案抑制第二次浪涌电流；加入电网电压前馈之后对应的闭环暂态过程中的电感电压如式8所示： 通过式8看出，电气模型中的电网电压被前馈的电网电压所抵消，此时电网电压不再对储能变流器软启动中不控整流切闭环这一过程造成影响，从根本上抑制电网电压对闭环暂态过程的影响，此时储能变流器闭环暂态过程中的电感电压只与电感电流误差有关；S4、当母线电压再次稳定后，启动LLC为动力电池充电；所述储能变流器过流抑制方法采用的拓扑结构为单相电压型储能变流器，后级带非线性负载，该负载包括LLC变换器和动力电池，储能变流器的拓扑结构包括网侧输入电压的有效值为220V～240V电压源vg，经由并联的网侧电容C、串联的网侧电感L、启动电阻R软启和与启动电阻R软启并联的继电器；随后经过由四个核心器件IGBT即开关管S1、S2、S3、S4及反并联二极管D1、D2、D3、D4构成的全桥整流电路，将交流电压转换成直流电压作为系统输出的高压母线电压，最后与820μF的母线电容Cbus及可控等效负载并联；可控等效负载为一个LLC谐振电路，四个低压MOSFETS9、S10、S11、S12连接中间级变压器、谐振电感和谐振电容，与四个高压MOSFETS5、S6、S7、S8连接，最后为连接的锂电池充电。

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权利要求：

百度查询： 燕山大学 一种储能变流器过流抑制方法

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