一种利用低频间歇技术提高能量路由器效率方法与流程

本发明涉及电力电子控制技术领域，尤其涉及一种利用低频间歇技术提高能量路由器效率方法。

背景技术：

随着分布式发电、储能系统和各类型负载接入，传统电力系统设备无法满足供电形式多样、能量多向流动以及功率流主动调控等要求，能量路由器的概念便应运而生。基于chb(cascadedh-bridge，h桥级联型)+dab(dualactivebridge，双有源全桥)拓扑的能量路由器系统整合了通信单元、控制单元和功率单元。可以提供灵活多样的电气化接口、实现能量多向流动、便于智能调度和需求侧响应，提升电网运营水平和用户的用电体验。

采用传统的控制方法，当系统运行在src-dab(串联谐振型dab)谐振电流二倍频包络的低频处时，功率单元未在满功率状态下运行，增加了系统损耗，降低了系统效率。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种利用低频间歇技术提高能量路由器效率方法，应用低频间歇技术，通过检测正弦调制信号的过零点来确定谐振电流二倍频包络的低频间歇点，在此时将功率单元的igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)全部关断，可以有效减少功率单元小功率运行时的损耗，显著提升能量路由器系统运行效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用低频间歇技术提高能量路由器效率方法，包括以下步骤:

步骤1：功率单元判断当前使能信号形式，若为正向间歇，则控制功率单元进入纯正向低频间歇模式，若为反向间歇，则控制功率单元进入纯反向低频间歇模式；

步骤2：功率单元进入低频间歇模式，接收载波移相pwm的正弦调制波信号值和低频间歇关断时间值t；

步骤3：功率单元持续检测正弦调制波信号的过零点，若零点判定条件成立，则进入步骤4，否则重复步骤3，直至零点判定条件成立；

步骤4：生成src-dab关断脉冲信号，若功率单元进入纯正向低频间歇模式，则进入步骤5，若功率单元进入纯反向低频间歇模式，则进入步骤6；

步骤5：根据src-dab关断脉冲信号，关断src-dab高压侧igbt，使src-dab进入低频间歇模式，同时启动定时器，设定时间t，进入步骤7；

步骤6：根据src-dab关断脉冲信号，关断src-dab低压侧igbt，使src-dab进入低频间歇模式，同时启动定时器，设定时间t，进入步骤8；

步骤7：定时器设定时间t结束后，开通src-dab高压侧的igbt，退出低频间歇状态，有效降低小功率运行时的损耗；

步骤8：定时器设定时间t结束后，开通src-dab低压侧的igbt，退出低频间歇状态，有效降低小功率运行时的损耗。

进一步地，步骤1的纯正向低频间歇模式和纯反向低频间歇模式中，src-dab前后级h桥的工作情况不同，其中，纯正向低频间歇模式中，前级h桥igbt工作，后级h桥自然整流；纯反向低频间歇模式中，前级h桥自然整流，后级h桥igbt工作。

进一步地，步骤2中正弦调制波信号的过零点与src-dab谐振电流二倍频包络的低频关断点吻合时，步骤3中的零点判定条件成立。

进一步地，零点判定条件成立的依据是：功率单元缓存连续四个正弦信号采样点，前两个采样点连续减小且大于零点值，后两个采样点连续减小且小于过零点，则认为此时是由正半周期到负半周期的过零点；同理，可以确定由负半周期到正半周期的过零点。

进一步地，所述步骤2中低频间歇关断时间值t可以实时进行修改，其修改范围为0～3ms。

本发明的有益技术效果：通过检测正弦调制信号的过零点来确定谐振电流二倍频包络的低频间歇点，在此时将功率单元的igbt全部关断，可以有效减少功率单元小功率运行时的损耗，显著提升能量路由器系统运行效率，具有更强的工程实用性。

附图说明

图1是本发明利用低频间歇技术提高能量路由器效率方法的控制流程图。

图2是本发明利用低频间歇技术提高能量路由器效率方法的src-dab拓扑图。

图3是本发明利用低频间歇技术提高能量路由器效率方法的载波移相pwm调制示意图。

图4是本发明利用低频间歇技术提高能量路由器效率方法的谐振电流二倍频包络与正弦调制波的对应及igbt开通关断时刻。

附图标号：vmv为src-dab输入电压，vlv为src-dab输出电压，s1-4、q1-4为igbt，d1-4、m1-4为续流二极管，t为变压器，a为正半周期到负半周期的过零点，b为负半周期到正半周期的过零点，c为低频间歇关断点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，一种利用低频间歇技术提高能量路由器效率方法，包括以下步骤：

步骤1：功率单元判断当前使能信号形式，若为正向间歇，则控制功率单元进入纯正向低频间歇模式，若为反向间歇，则控制功率单元进入纯反向低频间歇模式；

步骤2：功率单元进入低频间歇模式，接收载波移相pwm的正弦调制波信号值和低频间歇关断时间值t；

步骤3：功率单元持续检测正弦调制波信号的过零点，若零点判定条件成立，则进入步骤4，否则重复步骤3，直至零点判定条件成立；

步骤4：生成src-dab关断脉冲信号，若功率单元进入纯正向低频间歇模式，则进入步骤5，若功率单元进入纯反向低频间歇模式，则进入步骤6；

步骤5：根据src-dab关断脉冲信号，关断src-dab高压侧igbt，使src-dab进入低频间歇模式，同时启动定时器，设定时间t，进入步骤7；

步骤6：根据src-dab关断脉冲信号，关断src-dab低压侧igbt，使src-dab进入低频间歇模式，同时启动定时器，设定时间t，进入步骤8；

步骤7：定时器设定时间t结束后，开通src-dab高压侧的igbt，退出低频间歇状态，有效降低小功率运行时的损耗；

步骤8：定时器设定时间t结束后，开通src-dab低压侧的igbt，退出低频间歇状态，有效降低小功率运行时的损耗。

如图2所示，正向低频间歇模式：正常工作时，src-dab高压侧h桥正常打波，低压侧h桥自然整流；间歇时，高低压侧igbt全部关断。反向低频间歇模式：正常工作时，src-dab低压侧h桥正常打波，高压侧h桥自然整流；间歇时，高低压侧igbt全部关断。

如图3所示，正弦波是调制信号，三角波是载波信号，通过检测正弦调制信号的过零点来确定低频间歇关断时刻。当功率因数不为1时，正弦调制信号的过零点与功率因数为1时相比，存在一个相位延迟，关断时间相对延后。系统实际运行时，接收无相位延迟的正弦调制信号分量。

如图4所示，谐振电流二倍频包络与正弦调制信号在a、b两点相交，通过检测正半周期到负半周期的过零点a，负半周期到正半周期的过零点b，若零点判定条件成立，则进入低频间歇状态，关断高低压侧h桥的全部igbt。定时t时间结束后，纯正向低频间歇模式和纯反向低频间歇模式分别在c点将高压侧h桥igbt和低压侧h桥igbt开通，进入正常工作模式。

上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。