冯高辉 赵争鸣 袁立强

（清华大学电机系 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室 北京 100084）

基于能量平衡的电能路由器综合控制技术

冯高辉 赵争鸣 袁立强

（清华大学电机系 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室 北京 100084）

电能路由器由多级电力电子变换单元组合而成，利用各级单元之间的能量传递关系实施综合控制可以提高电能路由器内部直流母线电压的瞬态性能，进而提高电能路由器的瞬态性能。本文首先建立电能路由器的能量模型，然后建立两条不同时间尺度的能量支路，根据其中的能量平衡关系分别设计了控制两级母线电压的能量平衡控制器，同时根据拓扑中各个级联模块之间的能量关系设计了用于级联模块的均压控制器。之后，对于实际系统中无源器件的参数差异对控制模型的影响进行分析，最后给出了基于能量平衡关系的电能路由器的并网运行综合控制策略。仿真结果证明了所提能量平衡控制方法的有效性，并分析了两级母线电容值变化分别对各自母线电压瞬态值的影响，说明采用能量平衡控制可以减少母线电容的设计余量。实验结果验证了理论分析和仿真结果的正确性。

电能路由器 能量模型 时间尺度 能量平衡控制

0 引言

随着新能源并网设备的增多，能源互联网已经成为新一代能源传输和消费的发展趋势。由于现代电力网络的发展，使得以电能为能源传输载体的电力互联网成为能源互联网最容易实现的形式之一。……