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申请/专利权人：武汉工程大学;新疆闳臻智能科技有限公司

摘要：本发明公开了一种用于大功率DC‑DC变换电路中直流母线的协同保护方法，包括：在大功率直流母线电压量的检测算法中加入差分滤波器，利用差分滤波函数对获取的高次谐波信号进行滤波处理，在直流母线电压保护值中引入占空比，由电力电子器件中获取控制信号，设定不同运行情况下开关的保护值，当电流变化率过快时关断开关，更好的维持直流母线侧的电压稳定，快速识别系统障碍，对系统整体器件进行保护，阻止故障再扩大，综合而成复合电压方向过流保护，对电路整体进行保护。本发明能很好的消除大功率储能双相DC‑DC变换器中高压直流母线侧谐波干扰，增强对大功率直流母线电压突变量的保护，快速识别故障并自动关断开关器件，提高系统稳定性和动态响应性能。

主权项：1.一种用于大功率DC-DC变换电路中直流母线的协同保护方法，其中该大功率DC-DC变换电路包括四个IGBT器件Q1、Q2、Q3和Q4、超级电容器组、三个快熔、两个电感、四个接触器、以及充电电阻，第一电感、第一快熔、第一接触器相串联再与第二IGBT器件Q2并联之后，与第一IGBT器件Q1串联构成前级升降压变换电路，充电电阻与第三接触器并联之后与第四接触器接触器、第三快熔和超级电容器组串联，构成带有超级电容器组的大功率直流母线，第二电感、第二快熔、第二接触器、蓄电池组相串联再与第四IGBT器件Q4并联之后与第三IGBT器件Q3串联构成后级升降压变换电路，前级升降压变换电路、含有超级电容器组的大功率直流母线、以及后级升降压变换电路三者相并联；其特征在于，所述协同保护方法包括以下步骤：1打开第三接触器，闭合第四接触器，控制后级升降压变换电路内部的蓄电池组对超级电容组进行预充电，并判断超级电容器组两端的电压是否大于预设的充电电压，且低于预设电压的1.2倍，如果是则进入步骤2，否则进入步骤15；2关闭第三接触器，从大功率直流母线中移除充电电阻，以得到超级电容器组完成预充电后的大功率DC-DC变换电路；3将步骤2得到的超级电容器组完成预充电后的大功率DC-DC变换电路接入外部1500V直流母线，从大功率直流母线获取高次谐波信号，利用差分滤波函数对获取的高次谐波信号进行滤波处理，以得到无谐波干扰的平稳直流信号和PWM调制信号；4将步骤3得到的平稳直流信号输入到大功率DC-DC变换电路中的前级升降压变换电路，并在前级升降压变换电路中引入占空比控制，以获取占空比控制后的含有超级电容器组的直流母线电压U；5判断步骤4得到的直流母线电压U是否有UUmax×Kmax且UUmin×Kmin成立，若是则转入步骤6，否则转入步骤15；其中Umax表示预设的直流母线电压最大值；Kmax表示直流母线电压在过电压时设定的最大裕度；Umin表示预设的直流母线电压最小值；Kmin表示直流母线电压在低电压时设定的最小裕度；6判断大功率DC-DC变换电路是否处于能量吸收状态，若是则转入步骤7，否则转入步骤8；7判断含有超级电容器组的大功率直流母线是否出现瞬间涌浪冲击，即IIset1，若是则转入步骤9，否则转入步骤11；其中I表示含有超级电容器组的大功率直流母线上的电流，Iset1表示大功率DC-DC变换电路正常运行时，含有超级电容器组的直流母线的第一电流额定值；8判断含有超级电容器组的大功率直流母线是否出现瞬间的大功率缺口，即IIset2，若是则转入步骤10，否则转入步骤12,其中Iset2表示大功率DC-DC变换电路正常运行时，含有超级电容器组的直流母线的第二电流额定值；9对第二IGBT器件Q2引入占空比控制，以对超级电容器组进行充电，然后转入步骤14；10利用第一IGBT器件Q1完成由超级电容器组向外部直流母线的瞬间大电流能量输送，以得到正常运行情况下的大功率DC-DC变换电路，然后转入步骤13；11利用第二IGBT器件Q2和第三IGBT器件Q3对没有出现瞬间涌浪冲击的大功率直流母线进行PWM控制，使前级升降压变换电路工作在升压状态，对外部直流母线的能量进行吸收，使后级升降压变换电路构成降压电路，向蓄电池组充电，以得到正常状态下吸收能量的大功率DC-DC变换电路，并判断超级电容器组上的电压Udc＝Uin1-D是否大于额定值，如果是则转入步骤14，否则转入步骤15；其中D为IGBT器件引入的占空比值，Uin为大功率DC-DC变换电路的输入电压；12利用第一IGBT器件Q1、第四IGBT器件Q4对没有出现瞬间大功率缺口的电路进行PWM控制，使前级升降压变换电路工作在降压状态，稳定输出放电电流，后级升降压变换电路构成升压电路，维持超级电容器组电压稳定，并判断超级电容器组的电压Udc是否小于额定值，若小于额定值转入步骤13，否则转入步骤15；13利用第四IGBT器件Q4对步骤10得到的正常运行情况下的大功率DC-DC变换电路进行PWM控制，使后级升降压电路构成升压电路，并判断含有超级电容器组的直流母线电压Udc是否等于额定值，若是则转入步骤15，否则进入步骤14；14利用第三IGBT器件Q3对大功率DC-DC变换电路进行PWM控制，使后级升降压电路构成降压电路，含有超级电容器组的直流母线电压Udc等于额定值，然后转入步骤15；15断开第一接触器，过程结束。

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