用于三相电系统的控制方法及其装置与流程

本发明涉及声学，尤其涉及一种用于三相电系统的控制方法及其装置。

背景技术：

1、在实际中，有些储能设备需要向外输出三相电的，在该储能设备中，双向变换器是一种常用的设备，传统的双向变换器一般采用llc（logical link control，逻辑链路控制），该变换器含有变压器，具有体积较大且成本偏高、效率偏低等缺点。双向buck-boost变换器不含有变压器，功率器件数量较少，结构简洁，控制简单，效率较高。但是该结构增益较低，需要采用较高电压的电池，而相同容量下高压电池的价格要高于低压电池，且电池电压等级高，安全系数较低，所以采用不含有变压器的高增益三相交错并联的buck-boost双向变换器具有体积小，成本低且效率高等特点。

2、双向变换器的上下管为互补工作，传统的软起动策略应用于双向变换器上时，主控管的占空比从0逐渐增大，而被控管由于是互补工作，其占空比由1逐渐减小，此时电感上以很大的占空比被施加反向电压，电感电流反向增加导致电感饱和，器件过流而造成损坏，所以传统的软起动策略无法正常应用于当前的双向变换器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于三相电系统的控制方法及其装置。

2、为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了一种用于三相电系统的控制方法，所述三相电系统的每个相都设置有双向变换器，所述双向变换器包括：电容、电容、电容、电感、电感、开关管、开关管、开关管、开关管、正极连接点a1、负极连接点b1、正极连接点a2和负极连接点b2；开关管的漏极电连接到正极连接点a2，开关管的漏极的源极电连接到开关管的漏极，开关管的源极电连接到电感的第二端，电感的第一端电连接到正极连接点a1，电容的第一端电连接到开关管的漏极，电感的第一端电连接到电感的第一端，电感的第二端电连接到电容的第二端，开关管的漏极电连接到开关管的源极，开关管的漏极电连接到电容的第二端，电容的第一端电连接到正极连接点a1，电容的第二端电连接到负极连接点b1，开关管的源极电连接到负极连接点b1，开关管的源极电连接到负极连接点b1，负极连接点b1和负极连接点b2电连接，电容的第一端电连接到正极连接点a2，电容的第二端电连接到负极连接点b2；所有双向变换器中的正极连接点a1分别用于电连接直流电源的正极，在每一相中，正极连接点a2和负极连接点b2分别用于电连接负载；包括以下步骤：在接收到启动指令时，对每一相中的双向变换器均进行以下处理：向开关管的栅极输入第一pwm信号，开关管和开关管互补导通，第一pwm信号的占空比为0；向开关管的栅极输入第二pwm信号，开关管和开关管互补导通，第二pwm信号的占空比为0；在第一pwm信号的每个周期中均获取正极连接点a2和负极连接点b2之间的电压差，并与预设值建立第一pi环；持续调大第一pwm信号的占空比，直至所述第一pi环退饱和，其中，预设值>0；持续调大第二pwm信号的占空比，并基于所述第一pi环输出值设置第一pwm信号的占空比，直至第一、第二pwm信号互补；周期性采集正极连接点a1和负极连接点b1之间的输入电压和输入电流，得到第一pwm信号对应的目标频率，将第一pwm信号的频率与所述目标频率建立第二pi环，基于第二pi环对第一、第二pwm信号进行调频操作；获取所述相的电流上限值和实际电流值，将电流上限值和实际电流值建立第三pi环，基于第三pi环对所述相进行过流保护；获取所述三相电系统的总电流，将所述总电流和实际电流值来建立第四pi环，以总电流的1/3作为第四pi环的参考。

3、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“持续调大第一pwm信号的占空比，直至所述第一pi环退饱和”具体包括：持续在每个第一pwm信号的周期开始时，均获取上一个周期的占空比ratio1，本周期的占空比=ratio1+，然后生成本周期的pwm信号，直至所述第一pi环退饱和，其中，；所述“持续调大第二pwm信号的占空比，直至第一、第二pwm信号互补”具体包括：持续在每个第二pwm信号的周期开始时，均获取上一个周期的占空比ratio2，本周期的占空比=ratio2+，然后生成本周期的pwm信号，直至第一、第二pwm信号互补，其中，。

4、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“基于所述第一pi环输出值设置第一pwm信号的占空比”具体包括：第一pwm信号的占空比，其中，为第一pi环退饱和时的第一pwm信号的占空比，为所述第一pi环输出值，为开关期周期，为死区时间的占空比。

5、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“基于第二pi环对第一、第二pwm信号进行调频操作”具体包括：计算，当>第一预设值时，增加的值，减小的值；当<第二预设值时，减小的值，增大的值；第一预设值>第二预设值；其中，和均是第二pi环的比例积分参数，和分别是当前的误差和上一计算时刻的误差值，是当前开关频率，是最佳开关频率。

6、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“获取所述三相电系统的总电流，将所述总电流和实际电流值来建立第四pi环，以总电流的1/3作为第四pi环的参考”具体包括：获取所述三相电系统的总电流，获取若干时段，对所述三相电系统中a相和b相在每个时段均做以下处理：在所述时段，对所述相的电流进行采样，对总电流的1/3与所述相的平均电流的差值做积分，得到时段的电量；建立第四pi环并输出，k为补偿因子，增加，对所述相占空比进行补偿：，其中，所述相的时刻至时刻的平均电量，为上一个时段的。

7、本发明实施例还提供了一种用于三相电系统的控制装置，所述三相电系统的每个相都设置有双向变换器，所述双向变换器包括：电容、电容、电容、电感、电感、开关管、开关管、开关管、开关管、正极连接点a1、负极连接点b1、正极连接点a2和负极连接点b2；开关管的漏极电连接到正极连接点a2，开关管的漏极的源极电连接到开关管的漏极，开关管的源极电连接到电感的第二端，电感的第一端电连接到正极连接点a1，电容的第一端电连接到开关管的漏极，电感的第一端电连接到电感的第一端，电感的第二端电连接到电容的第二端，开关管的漏极电连接到开关管的源极，开关管的漏极电连接到电容的第二端，电容的第一端电连接到正极连接点a1，电容的第二端电连接到负极连接点b1，开关管的源极电连接到负极连接点b1，开关管的源极电连接到负极连接点b1，负极连接点b1和负极连接点b2电连接，电容的第一端电连接到正极连接点a2，电容的第二端电连接到负极连接点b2；所有双向变换器中的正极连接点a1分别用于电连接直流电源的正极，在每一相中，正极连接点a2和负极连接点b2分别用于电连接负载；包括以下模块：第一处理模块，用于在接收到启动指令时，对每一相中的双向变换器均进行以下处理：向开关管的栅极输入第一pwm信号，开关管和开关管互补导通，第一pwm信号的占空比为0；向开关管的栅极输入第二pwm信号，开关管和开关管互补导通，第二pwm信号的占空比为0；在第一pwm信号的每个周期中均获取正极连接点a2和负极连接点b2之间的电压差，并与预设值建立第一pi环；持续调大第一pwm信号的占空比，直至所述第一pi环退饱和，其中，预设值>0；持续调大第二pwm信号的占空比，并基于所述第一pi环输出值设置第一pwm信号的占空比，直至第一、第二pwm信号互补；周期性采集正极连接点a1和负极连接点b1之间的输入电压和输入电流，得到第一pwm信号对应的目标频率，将第一pwm信号的频率与所述目标频率建立第二pi环，基于第二pi环对第一、第二pwm信号进行调频操作；获取所述相的电流上限值和实际电流值，将电流上限值和实际电流值建立第三pi环，基于第三pi环对所述相进行过流保护；第二处理模块，用于获取所述三相电系统的总电流，将所述总电流和实际电流值来建立第四pi环，以总电流的1/3作为第四pi环的参考。

8、作为本发明一实施方式的进一步改进，第一处理模块还用于：持续在每个第一pwm信号的周期开始时，均获取上一个周期的占空比ratio1，本周期的占空比=ratio1+，然后生成本周期的pwm信号，直至所述第一pi环退饱和，其中，；第一处理模块还用于：持续在每个第二pwm信号的周期开始时，均获取上一个周期的占空比ratio2，本周期的占空比=ratio2+，然后生成本周期的pwm信号，直至第一、第二pwm信号互补，其中，。

9、作为本发明一实施方式的进一步改进，第一处理模块还用于：第一pwm信号的占空比，其中，为第一pi环退饱和时的第一pwm信号的占空比，为所述第一pi环输出值，为开关期周期，为死区时间的占空比。

10、作为本发明一实施方式的进一步改进，第一处理模块还用于：计算，当>第一预设值时，增加的值，减小的值；当<第二预设值时，减小的值，增大的值；第一预设值>第二预设值；其中，和均是第二pi环的比例积分参数，和分别是当前的误差和上一计算时刻的误差值，是当前开关频率，是最佳开关频率。

11、作为本发明一实施方式的进一步改进，第二处理模块还用于：获取所述三相电系统的总电流，获取若干时段，对所述三相电系统中a相和b相在每个时段均做以下处理：在所述时段，对所述相的电流进行采样，对总电流的1/3与所述相的平均电流的差值做积分，得到时段的电量；建立第四pi环并输出，k为补偿因子，增加，对所述相占空比进行补偿：，其中，所述相的时刻至时刻的平均电量，为上一个时段的

12、相对于现有技术，本发明的技术效果在于：本发明实施例提供了一种用于三相电系统的控制方法及其装置，该控制方法包括：在接收到启动指令时，对每一相中的双向变换器均进行以下处理：向不同的开关管的栅极输入不同的pwm信号；建立第一pi环；持续调大一个pwm信号的占空比，直至第一pi环退饱和；持续调大另一个pwm信号的占空比，并基于第一pi环输出值设置第一pwm信号的占空比，直至第一、第二pwm信号互补；获取所述三相电系统的总电流，将所述总电流和实际电流值来建立第四pi环，以总电流的1/3作为第四pi环的参考。从而提供一个能够正常启动该双向变换器的方法。