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申请/专利权人：北京智源新能电气科技有限公司

摘要：本发明公开一种应用于新能源微电网多端口能源路由器中，连接微源与公共直流母线的可升降压直流变换器交错并联系统控制算法。该系统由多路可单方向升降压的直流电路构成，各电路之间采用交错并联控制，可极大降低输出滤波压力，提高功率密度；单直流电路由Buck‑Boost构成单一方向可升降压相对输出电压电路，使在全电压范围内实现MPPT跟踪及电压可控，使设计组串电压时不必受直流变流器输出电压限制；对每台变换器设计即插即用的分散式补偿控制算法，处理升降压衔接转换不平滑问题，降低了输出纹波；对整体并联系统，设计模块式协调控制器，实现多路交错并联，避免环流问题，提高了单模块功率密度。

主权项：1.一种可升降压直流变换器交错并联系统控制方法，其特征在于，所述可升降压直流变换器交错并联系统包括多路交错并联的可升降压直流变换器和系统控制器；所述多路交错并联的可升降压直流变换器由n路可升降压直流变换器组成，其中第i路可升降压直流变换器Mi，包括：输入端，以及依次连接的输入电磁干扰滤波器、输入预充电回路、防反回路、Boost升压电路和Buck降压电路，所述n1，1≦i≦n；所述Boost升压电路中设置第2i-1IGBTQi1，所述Buck降压电路中设置第2iIGBTQi2；所述多路交错并联的可升降压直流变换器具有各自的输入端，输出端与同一个系统输出端相连，所述系统输出端设置输出预充电回路和输出电磁干扰滤波器；所述系统控制器包括采样模块、信号调理模块、数字信号处理控制模块、脉宽调制模块，采集所述可升降压直流变换器输入端、输出端和所述系统输出端的电学信号，并通过控制所述Qi1实现升压最大功率点跟踪，通过控制所述Qi2实现降压斩波最大功率点跟踪；所述控制方法包括如下步骤：基于分布式能源阵列的I-U和P-U特性曲线，设计最大功率点跟踪控制算法，得到可升降压直流变换器控制的外环下垂控制的电压给定参考值；在电压电流双闭环控制基础上，基于所述变换器输出电流与所述变换器间线路阻抗的关系，设计基于I-U特性的外环下垂控制算法，得到所述变换器的下垂控制系数；根据所述下垂控制系数产生脉宽调制控制信号，对所述变换器输出电流实现按比例控制，解决所述变换器间环流产生的耦合问题，实现变换器间的电流均分；建立所述变换器的状态空间模型，得到对应的状态空间矩阵；基于所述状态空间矩阵，采用极点配置的方法设计增益矩阵，由此得到所述变换器的残差生成器，通过系统实际输出值与观测输出值做差，得到所述变换器的残差值；利用在扰动出现时残差不为0的特性，设计残差驱动补偿控制器，产生补偿控制信号抑制扰动对所述变换器输出的影响；设计所述变换器的协调控制器，进行电压偏差补偿，实现母线电压的稳定；所述变换器的空间状态模型为： yi＝Cixi+Diui其中，Ai为状态矩阵，Bi为输入矩阵，Ei为扰动输入矩阵，Ci为输出矩阵，Di为传递矩阵，xi为状态量，ui为输入量，yi为输出量，di为扰动输入量；所述残差生成器为： 其中，为变换器i的重构状态量；rik为输出电压和电感电流的残差值，Li为增益矩阵；所述补偿控制器的求解步骤为：在系统稳定时，残差信号ri为0，电感电流与给定信号关系为：I*＝I12其中，残差信号ri通过补偿控制器Q得到电流补偿信号Ir，为实现扰动抑制，此时的电感电流与给定信号关系为： 其中，I1’2+d＝I*＝I12，I1’2为补偿后的电感电流；当补偿信号Ir＝d时即可实现扰动补偿；在D为零矩阵时，扰动d到残差r的状态空间表达式为： 其中，用Grdz表示，并结合Ir＝d，可以得到：Ir＝QGrdd当Ir＝QGrdd＝1时，可求出补偿控制器Q，从而实现分散补偿控制；所述协调控制器的设计步骤为：采用I-V特性曲线下垂控制策略，其控制策略表达式为： 其中，U*为所述变换器的电压环给定参考值，Udc为母线电压值，N1为变换器1的协调控制器；根据变换器1和变换器2的电流I12和I22的关系： 其中，N1和N2分别为所述变换器1和所述变换器2的协调控制器；根据以上步骤可以设计每个变换器的协调控制器，实现并联协调控制。

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