基于一致性算法的级联H桥直流变换器研究

黄从胜 程志江 陈星志

摘  要： 针对多个H桥的接入和接出，造成各路变流器不均流均压问题，提出群系统一致性策略对群H桥模块进行协同控制。考虑H桥通信拓扑和信息交互权值以及H桥模块接入和接出系统等情况，分析了系统稳定特性，然后将所有H桥一致性信息与电压电流双闭环控制策略相结合，实现了群H桥电流状态快速一致和电压的稳定。通过Matlab/Simulink仿真结果表明，所提出的控制方案能有效地实现群H桥变流器的电流一致和电压稳定，提高系统的鲁棒性，对大规模的混合储能接入微电网有一定的理论意义。

关键词： H桥直流变换器; 一致性算法; 混合储能; 双闭环控制; 协同控制; 仿真分析

中图分类号： TN624?34; TM76                    文献标识码： A                      文章编号： 1004?373X（2020）06?0005?04

Research on cascaded H bridge DC/DC converter based on consistency algorithm

HUANG Congsheng， CHENG Zhijiang， CHEN Xingzhi

（College of Electrical Engineering， Xinjiang University， Urumqi 830047， China）

Abstract： In allusion to the problem of various converters′ uneven current and voltage sharing caused by the I/O connection of multiple H bridges， a cluster system consistency strategy is proposed for the cooperative control of cluster H bridge modules. In consideration of the H bridge communication topology， information exchange weights， the I/O connection of the H bridge module and so on， the stability characteristics of the system are analyzed， and then all the H bridge consistency information is combined with the voltage and current double closed?loop control strategy， so as to realize the fast consistency of current state and the voltage stability of cluster H bridges. The simulation results obtained by Matlab/Simulink show that the proposed control scheme can effectively achieve the current consistency and the voltage stability of the cluster H bridge converters， and improve the robustness of the system. It has a certain theoretical significance for the large?scale hybrid energy storage access to microgrid.

Keywords： H bridge DC/DC converter; consistency algorithm; hybrid energy storage; double closed?loop control; cooperative control; simulation analysis

0  引  言

随着能源危机与环境问题受重视程度日益增加，微电网作为风电、光伏利用的一种重要形式，已成为研究热点。微电网的运行效果与逆变器的控制直接相关，在研究储能系统等微电网中的问题时，必须有适合的逆变器控制策略。为有效解决新能源发电存在的间歇性、不确定性、波动性问题，微电网系统中必须配置一定的储能装置[1]。储能系统应用在微电网中具有独特的双向调节作用，主要是它可以作为发电单元和负荷单元，提升了可再生能源接入大电网的并网比例。储能并网装置的选取也影响储能系统接入大电网的比例，储能装置通过级联H桥可以形成高压输出满足电网的容量和电压等级的需求，同时储能单元基于级联H桥可以采用分布式的方式，易于储能系统的扩容。……