本发明涉及一种微电网的能源变换装置，属于电网能源控制技术领域，该装置包括AC/DC功率变换器、非隔离型DC/DC功率变换器和隔离型DC/DC功率变换器，AC/DC功率变换器采用T型三电平逆变电路结构，交流侧连接交流电网，直流侧通过直流母线连接非隔离型DC/DC功率变换器和隔离型DC/DC功率变换器，能够完成并网和离网之间双向过渡过程工作模式的转换；非隔离型DC/DC功率变换器的主电路采用三电平双向变换电路，非隔离型DC/DC功率变换器的第一端口连接直流母线，第二端口连接储能电池，用于实现充放电和稳压作用；隔离型DC/DC功率变换器包括前级结构和后级结构，分别对应BUCK‑BOOST电路和双向AC/DC功率谐振变换器，用于实现电动汽车负载充放电。本发明能够实现微电网的运行方式灵活转换。
AC/DC功率变换器、非隔离型DC/DC功率变换器和隔离型DC/DC功率变换器，AC/DC功率变换器采用T型三电平逆变电路结构，AC/DC功率变换器的交流侧用于连接交流电网，与交流电网进行功率交换；AC/DC功率变换器的直流侧通过直流母线连接非隔离型DC/DC功率变换器和隔离型DC/DC功率变换器，AC/DC功率变换器在微电网中的工作模式包括离网和并网，且AC/DC功率变换器能够完成并网和离网之间双向过渡过程工作模式的转换；当AC/DC功率变换器处于离网工作模式时，其工作步骤具体如下：S1、当离网工作模式下，AC/DC功率变换器处于独立逆变工作模式，此种工作模式下，*
AC/DC功率变换器对交流负载呈现为电压源特性，按照给定的交流有效值Vrms进行控制，并通过输出电压Vrms进行反馈，产生交流电压的幅值VRMS，与给定电压值Vref作差；
S2、将幅值（VRMS ‑Vref）经正弦变化得到瞬时值，再对该瞬时值对应的直流分量反馈进行计算，消除直流分量，经电压环的PI运行得到控制电流环的给定值，经阻抗变换和驱动产生输出；
非隔离型DC/DC功率变换器的主电路拓扑采用三电平双向变换电路，非隔离型DC/DC功率变换器的第一端口DC1连接所述的直流母线，第二端口DC2用于连接储能电池；从第一端口DC1向第二端口DC2进行电流控制时，主电路工作在BUCK工作模式；从第二端口DC2向第一端口DC1进行电流控制时，主电路工作在BOOST工作模式，通过以电压外环、电流内环的双环控制方式，实现能量的双向流动，且在微电网并网工作时，非隔离型DC/DC功率变换器用于平抑光伏和直流负荷的扰动，消纳光伏发电，通过启动储能电池的充放电进行削峰填谷；在微电网独立运行时，所述非隔离型DC/DC功率变换器则用于稳定直流母线电压；
隔离型DC/DC功率变换器的第一端口连接所述的直流母线，第二端口用于供电连接电动汽车的充电负载；所述隔离型DC/DC功率变换器包括前级结构和后级结构，且前级结构的输出端连接后级结构的输入端，所述前级结构采用具有升降压功能的BUCK‑BOOST电路，所述后级结构采用双向AC/DC功率谐振变换器，在微电网工作时，所述隔离型DC/DC功率变换器用于接受调度，实现电动汽车负载充放电的有序运行。
2.根据权利要求1所述的一种微电网的能源变换装置，其特征在于，所述的AC/DC功率变换器由两个或两个以上AC/DC模块并联运行，当AC/DC功率变换器处于并网工作模式时，采用电压控制外环和电流控制内环的控制方式，该控制方式的工作步骤具体如下：T1、各AC/DC模块以稳定直流母线电压为目标，电压环给定值UDC+_ref和UDC‑_ref设置为直流母线的额定运行电压；电压环给定值与对应输出正/负电压作差，经过PI调节后求和；
T2、当直流母线中的发电功率比用电功率大时，母线电压升高，电压环输出调节减小向母线的输送的给定电流Iref_total；
T3、当直流母线中发电功率比用电功率小时，则调节增加向直流母线输送的给定电流Iref_total，作为AC/DC模块的最大限制电流，用以限定模块的最大输出功率；
T4、给定电流Iref_total除以AC/DC模块的数量得到输出给定电流值Iref_mod，将输出给定电流值Iref_mod与设定电流限值Iref_rating进行比较，取较小值作为最终输出的电流给定值，将该值与模块的实际输出电流作差，再经过PI调节、dq反变换以及PWM调制，生成模块的调制波，控制主电路，实现模块控制。
3.根据权利要求2所述的一种微电网的能源变换装置，其特征在于，在两个或两个以上AC/DC模块并联运行时，其中一个为主机，其他均为从机，对于直流母线侧，主机作为电压源支撑母线电压，采用电压外环、电流内环的双环控制方式，从机作为电流源，实现多个模块间的均流输出；对于交流输出侧，AC/DC功率变换器的各模块之间作为电流源运行，通过高速通讯实现并联均流运行，为保证每个单元充电模块的电流环给定均相同，主模块实现电压环的功能，并将电压环输出通过高速SPI总线发送给每个AC/DC模块，作为电流环的给定值Iref_mod，其他从机均运行在电流控制模式。
4.根据权利要求1所述的一种微电网的能源变换装置，其特征在于，所述的双向过渡过程工作模式中，并网转离网的步骤包括：EMS控制板提供模式切换并离网状态信息指令，同时控制切换快速开关，AC/DC功率变换器在并网转离网切换时，从并网工作模式转换为离网工作模式。
5.根据权利要求1或4所述的一种微电网的能源变换装置，其特征在于，所述的双向过渡过程工作模式中，离网转并网的步骤包括：
EMS控制板需通过锁相控制，向AC/DC功率变换器提供电网电压相关信息，该电网电压相关信息具体包括并离网状态信息、电网电压、频率信息和同步信号，AC/DC功率变换器通过调整输出电压幅值、频率、相位和电网电压的幅值、频率、相位达到同期，通过幅值/相角进行一次补偿，补偿后判断是否同期超时；
若超时则同期失败，返回原因；若没超时，则判断此时AC/DC功率变换器交流侧的电压/频率与交流电网中电压/频率相比，是否过高或过低，若判定为电压/频率过高或过低，则同期失败，返回原因；若电压/频率没有过高或过低，则分别判断压差、频差、角差是否越限，若判定为越限，调节储能变流器输出；若压差、频差、角差均不越限，判断角差是否有变化，若判定为有变化，计算合闸越前角，根据该角判断当前是否是最佳合闸时间，若判定为当前为最佳合闸时刻，或者判定角差无变化，则AC/DC功率变换器由电压‑频率模式切换至有功功率‑无功功率模式，同期成功；
EMS控制板发送模式切换指令，同时切换快速开关，AC/DC变换器从逆变工作模式转换为并网工作模式。
6.根据权利要求1所述的一种微电网的能源变换装置，其特征在于，所述非隔离型DC/DC功率变换器以两个及以上模块并联、采用主从并机的方式工作，该功率变换器的主机作为电压源支撑母线电压，通过以电压外环、电流内环的双环控制方式工作，实现能量的双向流动，从机作为电流源，主机和各从机之间通过高速并机通讯实现多个模块间的均流输出，非隔离型DC/DC功率变换器通过自身逻辑和接收指令改变工作运行模式，工作运行模式包括恒功率模式、恒压模式。
7.根据权利要求1所述的一种微电网的能源变换装置，其特征在于，所述隔离型DC/DC功率变换器中前级结构的BUCK‑BOOST电路采用电压外环、电流内环的双环控制方式，包括：* *
给定输出电压参考值Uo，与实际输出电压Uo作差，经过PI调节，得到电流输出值Io2，该值与* *
给定电流限值Io1比较，取较小值，作为电流给定值I o，该值与输出电流Io作差，经过PI调节，将信号发送至PWM发生器，生成BUCK‑BOOST电路中功率器件的调制信号。
8.根据权利要求1所述的一种微电网的能源变换装置，其特征在于，所述隔离型DC/DC功率变换器中的后级结构采用电压外环、电流内环的双环控制方式，通过调整输出频率，使输出电压保持稳定。
9.根据权利要求1或7所述的一种微电网的能源变换装置，其特征在于，所述后级结构中，双向AC/DC功率谐振变换器中的谐振电路为LLC谐振变换器电路。
一种微电网的能源变换装置
技术领域
[0001] 本发明属于电网能源控制技术领域，具体涉及一种微电网的能源变换装置。
背景技术
[0002] 微电网中的电源多为微型电源，及含有电力电子接口的小型机组(小于100kW)，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池以及超级电容、飞轮、蓄电池等储能单元。这些装置安装在用户侧，具有低成本、低电压、低污染等特点，但是现有的微电网中，一般通过设置的双向AC/DC实现微电网与大电网(交流电网)之间的并网，由于装置结构本身和控制策略配合不当的原因，使该装置在运行期间，其转换功能效率较低。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种微电网的能源变换装置，用于解决现有微电网的AC/DC装置转换功能效率较低的问题。
[0004] 基于上述目的，一种微电网的能源变换装置的技术方案如下：
[0005] AC/DC功率变换器、非隔离型DC/DC功率变换器和隔离型DC/DC功率变换器，AC/DC功率变换器采用T型三电平逆变电路结构，AC/DC功率变换器的交流侧用于连接交流电网，与交流电网进行功率交换；AC/DC功率变换器的直流侧通过直流母线连接非隔离型DC/DC功率变换器和隔离型DC/DC功率变换器，AC/DC功率变换器在微电网中的工作模式包括离网和并网，且AC/DC功率变换器能够完成并网和离网之间双向过渡过程工作模式的转换；
[0006] 非隔离型DC/DC功率变换器的主电路拓扑采用三电平双向变换电路，非隔离型DC/DC功率变换器的第一端口DC1连接所述的直流母线，第二端口DC2用于连接储能电池；从第一端口DC1向第二端口DC2进行电流控制时，主电路工作在BUCK工作模式；从第二端口DC2向第一端口DC1进行电流控制时，主电路工作在BOOST工作模式，通过以电压外环、电流内环的双环控制方式，实现能量的双向流动，且在微电网并网工作时，非隔离型DC/DC功率变换器用于平抑光伏和直流负荷的扰动，消纳光伏发电，通过启动储能电池的充放电进行削峰填谷；在微电网独立运行时，所述非隔离型DC/DC功率变换器则用于稳定直流母线电压；
[0007] 隔离型DC/DC功率变换器的第一端口连接所述的直流母线，第二端口用于供电连接电动汽车的充电负载；所述隔离型DC/DC功率变换器包括前级结构和后级结构，且前级结构的输出端连接后级结构的输入端，所述前级结构采用具有升降压功能的BUCK‑BOOST电路，所述后级结构采用双向AC/DC功率谐振变换器，在微电网工作时，所述隔离型DC/DC功率变换器用于接受调度，实现电动汽车负载充放电的有序运行。
[0008] 上述技术方案的有益效果是：
[0009] 本发明提出了一种高效的能源变换装置，通过设置AC/DC功率变换器、非隔离型DC/DC功率变换器和隔离型DC/DC功率变换器，各类变换器采用特定的电路结构，以及为各个功率变换器设置合适的工作模式，三者相互配合，能够实现微电网的运行方式灵活转换，以及功率的高效转换，应用前景较好。
[0010] 进一步的，为解决AC/DC功率变换器的离网工作问题，当AC/DC功率变换器处于离网工作模式时，其工作步骤具体如下：
[0011] S1、当离网工作模式下，AC/DC功率变换器处于独立逆变工作模式，此种工作模式*下，AC/DC功率变换器对交流负载呈现为电压源特性，按照给定的交流有效值V rms进行控制，并通过输出电压Vrms进行反馈，产生交流电压的幅值VRMS，与给定电压值Vref作差；
[0012] S2、将幅值(VRMS‑Vref)经正弦变化得到该时刻的瞬时值，再对该瞬时值对应的直流分量反馈进行计算，消除直流分量，经电压环的PI运行得到控制电流环的给定值，经阻抗变换和驱动产生输出。
[0013] 进一步的，为解决AC/DC功率变换器的并网工作问题，所述的AC/DC功率变换器由两个或两个以上AC/DC模块并联运行，当AC/DC功率变换器处于并网工作模式时，采用电压控制外环和电流控制内环的控制方式，该控制方式的工作步骤具体如下：
[0014] T1、各AC/DC模块以稳定直流母线电压为目标，电压环给定值UDC+_ref和UDC‑_ref设置为直流母线的额定运行电压；电压环给定值与对应输出正/负电压作差，经过PI调节后求和；
[0015] T2、当直流母线中的发电功率比用电功率大时，母线电压升高，电压环输出调节减小向母线的输送的给定电流Iref_total；
[0016] T3、当直流母线中发电功率比用电功率小时，则调节增加向直流母线的输送电流Iref_total，作为AC/DC模块的最大限制电流，用以限定模块的最大输出功率；
[0017] T4、将输出给定电流值Iref_mod与设定电流限值Iref_rating进行比较，取较小值作为最终输出的电流给定值，将该值与模块的实际输出电流作差，再经过PI调节、dq反变换以及PWM调制，生成模块的调制波，控制主电路，实现模块控制。
[0018] 进一步的，为了提高AC/DC功率变换器的工作效率，在两个或两个以上AC/DC模块并联运行时，其中一个为主机，其他均为从机，对于直流母线侧，主机作为电压源支撑母线电压，采用电压外环、电流内环的双环控制方式，从机作为电流源，实现多个模块间的均流输出；对于交流输出侧，AC/DC功率变换器的各模块之间作为电流源运行，通过高速通讯实现并联均流运行，为保证每个单元充电模块的电流环给定均相同，主模块实现电压环的功能，并将电压环输出通过高速SPI总线发送给每个AC/DC模块，作为电流环的给定值Iref_mod，其他从机均运行在电流控制模式。
[0019] 进一步的，为实现并网转离网工作模式的安全过渡，所述的双向过渡过程工作模式中，并网转离网的步骤包括：EMS控制板提供模式切换并离网状态信息指令，同时控制切换快速开关，AC/DC功率变换器在并网转离网切换时，从并网工作模式转换为离网工作模式。
[0020] 进一步的，为实现离网转并网工作模式的安全过渡，所述的双向过渡过程工作模式中，离网转并网的步骤包括：
[0021] EMS控制板需通过锁相控制，向AC/DC功率变换器提供电网电压相关信息，该电网电压相关信息具体包括并离网状态信息、电网电压、频率信息和同步信号，AC/DC功率变换器通过调整输出电压幅值、频率、相位和电网电压的幅值、频率、相位达到同期，通过幅值/相角进行一次补偿，补偿后判断是否同期超时；
[0022] 若超时则同期失败，返回原因；若没超时，则判断此时AC/DC功率变换器交流侧的电压/频率与交流电网中电压/频率相比，是否过高或过低，若判定为电压/频率过高或过低，则同期失败，返回原因；若电压/频率没有过高或过低，则分别判断压差、频差、角差是否越限，若判定为越限，调节储能变流器输出；若压差、频差、角差均不越限，判断角差是否有变化，若判定为有变化，计算合闸越前角，根据该角判断当前是否是最佳合闸时间，若判定为当前为最佳合闸时刻，或者判定角差无变化，则AC/DC功率变换器由电压‑频率模式切换至功功率‑无功功率模式，同期成功；
[0023] EMS控制板发送模式切换指令，同时切换快速开关，AC/DC变换器从逆变工作模式转换为并网工作模式。
[0024] 进一步的，为了非隔离型DC/DC功率变换器的充电功能和稳压功能，所述非隔离型DC/DC功率变换器以两个及以上模块并联、采用主从并机的方式工作，该功率变换器的主机作为电压源支撑母线电压，通过以电压外环、电流内环的双环控制方式工作，实现能量的双向流动，从机作为电流源，主机和各从机之间通过高速并机通讯实现多个模块间的均流输出，非隔离型DC/DC功率变换器通过自身逻辑和接收指令改变工作运行模式，工作运行模式包括恒功率模式、恒压模式。
[0025] 进一步的，为了实现隔离型DC/DC功率变换器的负载充放电功能，所述隔离型DC/DC功率变换器中前级结构的BUCK‑BOOST电路采用电压外环、电流内环的双环控制方式，包* *括：给定输出电压参考值Uo，与实际输出电压Uo作差，经过PI调节，得到电流输出值Io2，该* *
值与给定电流限值Io1比较，取较小值，作为电流给定值I o，该值与输出电流Io作差，经过PI调节，将信号发送至PWM发生器，生成BUCK‑BOOST电路中功率器件的调制信号。
[0026] 进一步的，所述隔离型DC/DC功率变换器中的后级结构采用电压外环、电流内环的双环控制方式，通过调整输出频率，使输出电压保持稳定。
[0027] 进一步的，为了提高谐振电路的效果，所述后级结构中，双向AC/DC功率谐振变换器中的谐振电路为LLC谐振变换器电路。
附图说明
[0028] 图1是本发明实施例中微电网的能源变换装置示意图；
[0029] 图2是本发明实施例中的离网工作模式下的控制框图；
[0030] 图3是本发明实施例中的并网工作模式下的控制框图；
[0031] 图4是本发明实施例中的并网运行转离网运行逻辑控制框图；
[0032] 图5是本发明实施例中的离网运行转并网运行逻辑控制框图；
[0033] 图6是本发明实施例中的非隔离型DC/DC功率变换器电路模型示意图；
[0034] 图7是本发明实施例中的隔离型DC/DC功率变换器电路模型示意图；
[0035] 图8是本发明实施例中的BUCK‑BOOST电路控制框图。
具体实施方式
[0036] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
[0037] 本实施例提出一种微电网的能源变换装置，如图1所示，该装置的硬件构成包括：AC/DC功率变换器、非隔离型DC/DC功率变换器和隔离型DC/DC功率变换器，AC/DC功率变换器的交流侧用于连接交流电网，AC/DC功率变换器的直流侧通过直流母线连接非隔离型DC/DC功率变换器和隔离型DC/DC功率变换器，非隔离型DC/DC功率变换器的低压侧用于连接储能电池，隔离型DC/DC功率变换器的低压侧用于供电连接充电负载(如电动汽车)。下面，针对三种功率变换器，分别进行具体介绍：
[0038] (一)隔离型AC/DC功率变换器
[0039] 隔离型AC/DC功率变换器采用T型三电平逆变电路结构，且隔离型AC/DC功率变换器用于将交流侧和直流侧的能量进行联系，交流侧能够通过公共耦合点与外网连接并与外网进行功率交换，AC/DC功率变换器在系统中需要处于离网和并网两种工作模式，且AC/DC功率变换器能够完成并网和离网之间双向过渡过程工作模式的转换。
[0040] 当AC/DC功率变换器处于离网工作模式时，其工作步骤具体如下：
[0041] S1、当离网工作模式下，AC/DC功率变换器处于独立逆变工作模式，此种工作模式下的控制框图如图2所示，AC/DC功率变换器对交流负载呈现为电压源特性，模块按照给定*的交流有效值(V rms)进行控制，并通过输出电压(Vrms)进行反馈，产生交流电压的幅值(VRMS)，与给定电压值(Vref)作差；
[0042] S2、将幅值(VRMS‑Vref)经正弦变化(sinωt)得到该时刻的瞬时值，再对正弦变化得到该时刻的电压瞬时值所对应的直流分量反馈进行计算，消除直流分量，经电压环的PI运行得到控制电流环I的给定值，经阻抗变换(Z)和驱动(M)产生输出。
[0043] 本发明实施例中，在并网工作模式下的控制环如图3所示，当AC/DC功率变换器处于并网工作模式时，采用电压控制外环和电流控制内环的控制策略，具体的，其工作步骤具体如下：
[0044] T1、AC/DC模块(AC/DC功率变换器由两个或两个以上AC/DC模块并联运行)以稳定直流母线电压为目标，电压环给定值UDC+_ref和UDC‑_ref设置为直流母线的额定运行电压；电压环给定值与对应输出正/负电压作差，经过PI调节后求和；
[0045] T2、当直流母线中的发电功率比用电功率大时，母线电压升高，电压环输出调节减小向母线的输送的给定电流Iref_total；
[0046] T3、当直流母线中发电功率比用电功率小时，则调节增加向直流母线的输送电流Iref_total，即为模块的最大限制电流，用以限定模块的最大输出功率，以保证运行过程的安全界限，这样既实现了对直流母线的稳压控制，又能起到限制最大电流的目的；
[0047] T4、将输出给定电流值Iref_mod与设定电流限值Iref_rating进行比较，取较小值作为最终输出的电流给定值，将该值与模块的实际输出电流作差，再经过PI调节、dq反变换以及PWM调制，生成模块的调制波，控制主电路，实现模块的控制。
[0048] 本发明实施例中，在多模块(即多个AC/DC模块)并联运行时，一个为主机，其他均为从机，对于直流母线侧，主机作为电压源支撑母线电压，采用电压外环、电流内环的双环控制方式，从机作为电流源，实现多个模块间的均流输出；对于交流输出侧，AC/DC功率变换器的各模块之间作为电流源运行，通过高速通讯实现并联均流运行，为保证每个单元充电模块的电流环给定均相同，主模块实现电压环的功能，并将电压环输出通过高速SPI总线发送给每个单元模块(即AC/DC模块)，作为单元模块电流环的给定(即Iref_mod)，其他从机均运行在电流控制模式，如图3所示的电流控制内环。
[0049] 本发明实施例中，并网转离网过渡过程工作模式中，并网转离网的步骤如图4所示，由离网检测模块检测离网触发信号，AC/DC功率变换器校验并网点交换功率，平衡后AC/DC的功率变大，EMS控制板(EMS全称发动机管理系统)提供模式切换并离网状态信息指令，同时控制切换快速开关，AC/DC功率变换器在并网转离网切换时，从并网工作模式转换为离网工作模式。
[0050] 本发明实施例中，并网转离网过渡过程工作模式中，离网转并网的步骤如图5所示，包括：EMS控制板需通过锁相控制，向AC/DC功率变换器提供电网电压相关信息，该电网电压相关信息具体包括并离网状态信息、电网电压、频率信息和同步信号，AC/DC功率变换器通过调整输出电压幅值、频率、相位和电网电压的幅值、频率、相位达到同期，如图5所示，通过幅值/相角进行一次补偿，补偿后判断是否同期超时(通过时间继电器模块判断是否超时)，若超时则同期失败，返回原因；若没超时，则判断此时AC/DC功率变换器交流侧的电压/频率与交流电网中电压/频率相比，是否过高或过低，若判定为电压/频率过高或过低，则同期失败，返回原因；若电压/频率没有过高或过低，则分别判断压差、频差、角差是否越限，若判定为越限，调节储能变流器输出，此处储能变流器是AC/DC功率变换器，若压差、频差、角差均不越限，判断角差是否有变化(即是否不等于零，不等于零则表示有变化)，若判定为有变化，计算合闸越前角，根据该角判断当前是否是最佳合闸时间，若判定为当前为最佳合闸时刻，或者判定角差无变化，则AC/DC功率变换器由VF模式(电压‑频率模式)切换至PQ模式(有功功率‑无功功率模式)，同期成功。由于四象限变流器，能保持系统中间环节电压恒定，使功率因数接近1,且电流波形接近正弦，而AC/DC功率变换器的离网转并网时，要保持电压恒定，使功率因数接近1，电路电压平稳，因此，本发明的AC/DC功率变换器采用四象限变流器。此时EMS控制板发送模式切换指令，同时切换快速开关，AC/DC变换器从逆变工作模式转换为并网工作模式。
[0051] (二)非隔离型DC/DC功率变换器
[0052] 非隔离型DC/DC功率变换器的主电路拓扑采用三电平双向变换电路，如图6所示，从DC1+/‑端(第一端口)向DC2+/‑端(第二端口)进行电流控制时，主电路工作在BUCK工作模式；在从DC2+/‑端向DC1+/‑端进行电流控制时，主电路工作在BOOST工作模式。非隔离型DC/DC功率变换器以多模块并联、采用主从并机的方式工作，并联需要均流设计，以保障每个模块(主机和从机)能平均地承担功率电流，DC/DC功率变换器的主机作为电压源支撑母线电压，通过以电压外环、电流内环的双环控制方式，实现能量的双向流动，从机作为电流源，主机和从机之间通过高速并机通讯实现多个模块间的均流输出，变换器通过自身逻辑和接收指令改变工作运行模式(恒功率模式或恒压模式)。
[0053] 且在系统并网工作时，非隔离型DC/DC功率变换器用于平抑光伏和直流负荷的扰动，消纳光伏发电，同时接受EMS的控制，通过启动储能电池的充放电进行削峰填谷，在独立运行时，非隔离型DC/DC功率变换器则用于稳定直流母线电压。
[0054] (三)隔离型DC/DC功率变换器
[0055] 如图7所示，隔离型DC/DC功率变换器包括前级结构(图7中方框框住的部分)和后级结构(图7右边没框住的部分)这两级结构，前级结构采用具有升降压功能的BUCK‑BOOST电路，且后级机构采用高效率的LLC谐振变换器电路，在系统工作时，隔离型DC/DC功率变换器用于接受调度，实现电动汽车充放电的有序运行。
[0056] 隔离型DC/DC功率变换器中前级结构的BUCK‑BOOST电路采用电压外环、电流内环*的双环控制方式，如图8所示，给定输出电压参考值Uo，与实际输出电压Uo作差，经过PI调* * *
节，得到电流输出值Io2，该值与给定电流限值Io1比较，取较小值，作为电流给定值I o，该值与输出电流Io作差，经过PI调节，将信号发送至PWM发生器，生成BUCK‑BOOST电路中功率器件的调制信号。该控制方式达到的效果是，使输出电压维持在一定范围，使后级双向AC/DC功率谐振变换器电路始终工作在谐振状态，提高系统整体效率。
[0057] 本发明实施例中，隔离型DC/DC功率变换器中后级结构采用双向AC/DC功率谐振变换器(其中的谐振电路为LLC谐振变换器电路)，也采用电压外环、电流内环的双环控制方式，通过窄范围调整输出频率，使输出电压保持稳定，主机和从机之间通过高速并机通讯实现多个模块间的均流输出；变换器可通过接受指令改变工作运行模式。
[0058] 本实施例中，能源变换装置主要包括AC/DC功率变换器、非隔离型DC/DC功率变换器和隔离型DC/DC功率变换器，作为其他实施方式，该能源变换装置还可以增加一个单向DC/DC功率变换器，该变换器的一端连接直流母线，另一端用于连接光伏发电装置的逆变器，实现光伏发电接入直流母线。
[0059] 与现有技术相比，本发明的微电网高效能源变换装置具有以下优点：
[0060] (1)、本发明的微电网高效能源变换装置，可实现通过在交直流母线混联系统中采用双向AC/DC转换装置链接交直流母线，实现了交直流的能量转换；在直流侧，采用单向DC/DC转换，实现了太阳能光伏发电接入直流母线；采用双向DC/DC转换，实现了电池储能子系统的充放电；采用双向隔离DC/DC转换，实现了电动汽车的充放电；同时要考虑到采用安全控制技术、柔性控制技术、控制策略和经济性。
[0061] (2)、本发明的微电网高效能源变换装置，可实现通过设计高效率、高集成度、电网友好型的双向AC/DC变换器拓扑控制系统以及设计包含无功功率解耦控制以及谐波治理的多功能融合控制系统，针对隔离双向DC/DC电路拓扑，分析电路拓扑的双向增益特性，软开关实现条件，控制复杂度，变换器效率，可靠性因素，研究最优功率电路拓扑和先进控制策略，达到高比功率、高功率密度、高效率的目标。
[0062] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
