CN105024582A - 一种新型两级式双向储能变流器控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型两级式双向储能变流器控制系统及其控制方法，该储能变流器主电路主要包括三相电压型PWM整流器、新型半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器、限制电池充电电流的充放电缓冲接口电路与蓄电池组模块，其控制系统电路主要包括电压电流传感器、驱动电路、保护电路、主控制器、SOC检测模块、散热器、蜂鸣器、人机界面、通信接口电路及系统辅助供电电源；本发明可以实时检测交流微网功率或电压以及储能蓄电池荷电状态来灵活控制微网系统中各发电装置与储能变流器的运行模式，在电力系统中能起到“填峰削谷”、风光互补微电网系统中功率平滑等作用，并且具有功率密度高，体积小，效率高，谐波含量低，可靠性高，自控程度高等优点。

Description

一种新型两级式双向储能变流器控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于电力电子功率变换器运用领域，涉及一种储能变流器，尤其涉及一种应用于维持微型电网稳定运行的两级式双向储能变流器。

背景技术

由分布式电源(Distributed Generations，DGS)、储能装置、能量变换装置、相关负荷和监控设备、保护装置汇集而成的微型电网络系统，并且可以实现自我控制、保护和管理的自治功能，同时还具有并网运行和孤岛运行的能力。随着分布式发电技术、微电网和智能电网的快速发展，储能系统的作用越来越重要，其中双向储能变流器实现直流储能电池与交流电网之间的双向能量传递，是将储能电池接入电力系统的关键设备。双向储能变流器可将夜间或平日富余的电能转移给储能元件存储起来，并在电网电能不足时回馈给电网以平衡电网峰谷；同时，双向储能变流器用于风能、太阳能、潮汐等具有间歇性的新能源发电系统中，可以在很大程度上平滑新能源发电输出，改善微电网供电质量，使大规模可再生能源系统安全可靠地并入电网，真正体现了“绿色电能变换”。

传统的储能变流器通过晶闸管相控整流来实现对蓄电池的充电，蓄电池放电时，通过电子开关将蓄电池反接，同时通过移相使晶闸管桥工作在有源逆变的状态。这种储能变流器操作复杂，自动化程度低，且容易出现故障，可靠性不高，工作时，交流侧电流波形畸变严重，功率因数低，严重污染电网。单级式储能变流器电池容量配置缺乏灵活性，蓄电池的工作电压范围较小，电池组的均流特性不好。

本发明提出新型两级式双向储能变流器主要由三相PWM电压型逆变整流器与半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器构成，而控制策略是储能变流器最核心的技术。双向DC-DC变换器可增大输出电压调节范围，实现蓄电池的恒流、恒压二阶式的充电模式，实现能量的双向流动，起到“一机两用”的功能。三相PWM电压型逆变整流器采用全数字化SVPWM算法可以实现在整流时网侧电流正弦化，稳定直流母线电压，同样可实现单位功率因数整流和逆变并网。针对新型双向储能变流器，提出基于储能电池的荷电状态(SOC)检测与上位机指令信号以及相关的电压电流的检测信号相结合来控制实现储能变流器的多模式工作切换。

发明内容

针对上述传统的晶闸管相控式储能变流器与传统单级式储能变流器的缺陷，本发明提出一种新型两级式双向储能变流器，双向变流器由可四象限运行的三相电压型PWM整流器和新型半桥三电平推挽式(half bridge TL push-pull)双向直流变换器串联而成，可实现储能蓄电池与电网的隔离和实现蓄电池的宽范围运行。

本发明采用以下技术方案：一种新型两级式双向储能变流器控制系统，包括两级式双向储能变流器主电路及其控制系统电路；

所述两级式双向储能变流器主电路包括依次相串接的隔离变压器、三相交流接触器、三相缓冲电路、LCL滤波器模块、三相电压型PWM整流器、半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器、直流输出低通滤波器、限制电池充电电流的充放电缓冲接口电路；所述三相电压型PWM整流器用于实现整流和逆变的功能，所述双向DC-DC变换器用于完成蓄电池组的充放电功能；

控制系统电路主要包括主控制器、电压电流传感器模块、驱动电路、保护电路、散热器、蜂鸣器、SOC检测传感器模块、人机界面、通信接口电路、系统辅助供电电源；所述主控制器分别和电压、电流传感器模块、驱动电路、保护电路、散热器、蜂鸣器、SOC检测传感器模块、人机界面、通信接口电路、系统辅助供电电源相连接，用于接收并处理来自各传感器、保护电路、人机界面、通信借口电路的信号，并且通过对信号处理进行判断后发出相应的驱动信号和故障报警信号；所述电压电流传感器模块连接并检测三相电网电流电压，所述驱动电路、保护电路的输出连接储能变流器主电路；所述储能变流器主电路一端连接三相电网，另一端连接蓄电池组，所述蓄电池组还连接SOC检测传感器模块；所述系统辅助供电电源用于为控制系统电路供电。

进一步，所述半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器为高压直流侧接半桥飞跨电容型三电平电路，与其相连的是二次侧带中间抽头式的高频变压器，一次与二次侧变压比为N1∶N2∶N3＝3∶1∶1，高频变压器与两个相同电压、电流应力的N沟道电力MOSFET构成推挽电路。

进一步，所述隔离变压器为Δ/Y隔离变压器，变压器一次侧为三角形连接，接380V三相电网，变压器二次侧为星型连接，与三相交流接触器相连，原副边变比N₁∶N₂＝1∶1，额定容量150KVA。

进一步，所述驱动电路用来将由主控芯片发出的信号进行功率放大来驱动功率开关管，驱动电路主要由高速光耦隔离与驱动芯片构成。

进一步，所述人机界面与通信接口电路是用来设定有关电压电流等参数，以及与微电网中其他设备的通信。

本发明的方法的技术方案为：

一种新型两级式双向储能变流器控制系统控制方法，包括步骤：

步骤1，根据事先预估的直流输出低通滤波器所通过的电压、电流值，通过人机界面或通信接口电路设定相关的阈值；

步骤2，通过电压、电流传感器模块实时检测三相电压V_H，通过SOC检测传感器模块检测蓄电池组的SOC并将其检测结果送入主控制器芯片进行计算判断处理；

步骤3，通过检测蓄电池端的充放电电流并送入主控制芯片与设定的阈值进行比较，如果电流超过设定的值就启动保护电路，通过保护电路动作切断储能变流器与三相电网的连接，并由蜂鸣器发出警告信息，起到对蓄电池组及储能变流器的保护；

步骤4，由电压、电流传感器模块检测的电压、电流模拟信号，经过DSP芯片中的ADC模块将模拟信号转换成数字信号；

步骤5，当V_H低于交流母线所要求的最低电压V_min′时，说明负载所需的能量不能由交流母线完全提供，此时负载所需的剩余能量需要由蓄电池来补充；当V_min′≤V_H≤V_max′(V_max′为交流母线所要求的最高电压)，说明交流母线提供的能量可以满足负载所需，多余的能量给蓄电池充电；

步骤6，当满足SOC_min＜SOC_t＜SOC_max(SOC_min为蓄电池组荷电状态的最小值，SOC_max为蓄电池组荷电状态的最大值)时，蓄电池处于正常状态，此时既可以对其充电也可以使其放电，当蓄电池SOC_t慢慢降低至SOC_t＜SOC_min时，蓄电池处于过放电状态，应立即停止放电，同样当SOC_t＞SOC_max，应立即停止充电，以免过充电；

步骤7，控制系统电路根据电网和蓄电池的状态，判断处于哪种工作模式，向两级式双向储能变流器发出相应的选通和关断信号，以确保双向变流器在合适的模式下切换，从而实现系统的能量管理。

进一步，所述步骤7的具体过程为：

当V_H＜V_min′且SOC_t＜SOC_min(蓄电池处于过放电状态)时，中间信号V_E和V_SD输出高电平，此时电路立即进入关断模式，由柴油机给负载供电，多余的能量给蓄电池充电；

当V_min′≤V_H≤V_max′且SOC_t＜SOC_min时，中间信号V_E和V_SD输出低电平，此时电路选通降压充电模式，交流电网迅速给蓄电池充电；

当V_H＜V_min′且SOC_t＞SOC_min时，V_E输出高电平，V_SD输出低电平，此时电路选通升压放电模式，蓄电池处于放电状态来给负载供电；

当V_min′≤V_H≤V_max′且SOC_t＞SOC_min时，V_E和V_SD输出低电平，此时电路选通降压充电工作模式，交流电网多余的能量给蓄电池充电，直至SOC_t＝SOC_max。

进一步，所述蓄电池荷电状态SOC采用改进的安时计量法主要在原安时计量法中考虑蓄电池容量变化及库伦效率折算等因素，SOC的计算公式：

式中表示：t时刻蓄电池的荷电状态；SOC₀表示蓄电池初始的荷电状态；C_N表示蓄电池的额定容量；λ表示影响蓄电池容量的因素；η表示蓄电池的充电效率。

本发明具有以下技术效果：

1)所述隔离变压器用于隔离三相电网与储能变流器，所述双向DC-DC变换器中高频变压器用于隔离变流器与蓄电池组，且缓冲电路可以用于限制蓄电池组的充放电电流。

2)所述三相交流接触器安装于主电路与隔离变压器之间，通过上位机或控制器发出相应的启动信号使交流接触器动作。所述三相预充电缓冲电路以及与蓄电池组相连接的缓冲电路中的接触器由时间继电器控制，通过设定时间来控制接触器的动作。

3)三相电压型PWM整流器通过SVPWM控制可实现单位公因数±1的整流和逆变。

4)所述DSP控制器的型号为TMS320F2812。所述的DSP控制器与主电路之间还设有驱动电路以及保护电路，所述DSP控制器与三相电网、储能蓄电池组之间都设有传感器，并且还有显示器、键盘、散热装置、蜂鸣器以及通信接口等。

综合上述，本发明提出的一中新型两级式双向储能变流器及其运行控制方法，可以实现储能变流器单位功率因数±1的整流和逆变，交流电流正弦化，并且蓄电池组的工作电压范围宽，及阶段式充电工作有助于保持蓄电池组的工作寿命。新型储能变流器应用于微电网可实现绿色能源的有效利用，在风光发电量不能维持用电负载所需的量时可以及时为负载供电，并在发电量充足时可将多余的电储存不至于造成弃风和弃光的现象，并社会带来一定的经济效益。

附图说明

图1本发明提出的新型两级式双向储能变流器的主电路拓扑结构。

图2本发明提出的新型储能变流器的系统框图。

图3本发明提出可以实现三相电压型PWM整流器控制原理图。

图4(a)、(b)本发明提出的新型双向DC-DC变换器的控制原理图。

图5本发明提出的能量管理控制电路。

图6本发明提出的新型储能变流器应用于风光柴互补发电系统的框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明，但本发明的实施方式不限于此：

如图1所示，所述两级式双向储能变流器主电路包括依次相串接的隔离变压器、三相交流接触器、三相缓冲电路、LCL滤波器模块、三相电压型PWM整流器、半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器、直流输出低通滤波器、限制电池充电电流的充放电缓冲接口电路。所述隔离变压器为Δ/Y隔离变压器，可以减少三次谐波电流的流入，一次侧为三角形连接，接接380V电网，二次为星型连接，与三相交流接触器相连，原副边变比N₁∶N₂＝1∶1，额定容量150KVA。所述三相缓冲电路由S₁，R₁，R₂和R₃组成，可有效防止储能变流器刚启动时的过电流。储能变流器主功率电路，由LCL(电容C₁)滤波器模块、三相电压型PWM整流器、半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器，直流输出低通滤波器组成。所述直流输出低通滤波器由L_f，C_f构成，其中L_f，C_f相串联；充放电缓冲接口电路由开关S₄，S₅和R₅(S₅和R₅串联后再同S₄并联)组成，可以有效防止蓄电池组充放电过流。蓄电池组模块是由多个相同容量的蓄电池通过先串联后并联而成，可以实现蓄电池容量的灵活配置。

为解决传统单级式储能变流器蓄电池工作电压范围小、需要高电压蓄电池、容量配置不灵活等缺点，本发明提出新型两级式双向储能能变流器，图1的主电路拓扑结构中，前级为传统单级式储能变流器采用的三相电压型PWM整流器，其可实现四象限运行。后级为新型半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器，所述半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器为高压直流侧接半桥飞跨电容型三电平电路，与其相连的是二次侧带中间抽头式的高频变压器，一次与二次侧变压比为N1∶N2∶N3＝3∶1∶1，高频变压器与两个相同电压、电流应力的N沟道电力MOSFET构成推挽电路，半桥三电平推挽式双向DC-DC可实现大变压比，开关管电压应力只有直流高压侧电压的一半，通过控制可实现半桥三电平电路实现软开关。

所述半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器的拓扑结构可实现“一机两用”的充放电功能，半桥飞跨电容型三电平电路中开关电压应力仅有高压直流母线的一半，由开关管V₁、V₂、V₃、V₄的结电容C_r1、C_r2、C_r3、C_r4和谐振电感L_r的作用在工作时可实现软开关，其中开关管V₁、V₂、V₃、V₄依次相串接，开关管V₁的源极和漏极依次并联VD₁和结电容C_r1，开关管V₂的源极和漏极依次并联VD₂和结电容C_r2，开关管V₃的源极和漏极依次并联VD₃和结电容C_r3，开关管V₄的源极和漏极依次并联VD₄和结电容C_r4，飞跨电容C_fly的一端连接在开关管V₁、V₂之间，C_fly的另一端连接在V₃、V₄之间。谐振电感L_r一端连接在V₂、V₃之间，谐振电感L_r另一端同高频变压器的一次侧相连，高频变压器的二次侧的一条支路连接V₅，V₅的两端并联VD₅，高频变压器的二次侧的另一条支路连接V₆，V₆的两端并联VD₆。

由高频变压器与相应开关管的导通和断开可实现较大电压变比。储能变流器工作于充电模式时：PWM整流器起单位功率因数整流、并稳定直流母线电压的作用，双向DC-DC起到隔离、并给蓄电池降压充电的作用。当工作于放电模式时，双向DC-DC可以让蓄电池释放电能起到升压并稳定直流母线电压的功能。

整个储能变流器系统框图如图2所示。控制系统电路主要包括主控制器、电压电流传感器模块、驱动电路、保护电路、散热器、蜂鸣器、SOC检测传感器模块、人机界面、通信接口电路、系统辅助供电电源；所述主控制器分别和电压、电流传感器模块、驱动电路、保护电路、散热器、蜂鸣器、SOC检测传感器模块、人机界面、通信接口电路、系统辅助供电电源相连接，用于接收并处理来自个传感器、保护电路、人机界面、通信借口电路的信号，并且通过对信号处理进行判断后发出相应的驱动信号和故障报警信号；所述电压电流传感器模块连接并检测三相电网电流电压，所述驱动电路、保护电路的输出连接储能变流器主电路；所述储能变流器主电路一端连接三相电网，另一端连接蓄电池组，所述蓄电池组还连接SOC检测传感器模块；所述系统辅助供电电源用于为控制系统电路供电。

如图3所示，三相电压型PWM整流器的工作原理：通过检测三相电网电压、电流，经过锁相环(PLL)得到电压相位和频率信号作为并网电流的相位和频率给定，通过Clark/Park变换得到d轴和q轴的电压U_d、U_q，电流i_d、i_q。通过检测直流母线电压U_dc并与给定的U_dc ^*作差经过PI调节器产生i_d ^*，反馈的i_d与i_d ^*做差后经PI调节器在与(U_d+i_q·ωL)作差生成V_d ^*。指定参考值i_q ^*与反馈值i_q作差后经PI调节器与(U_q-i_d·ωL)作差后生成V_q ^*。由V_d ^*、V_q ^*再经过d-q变换后生成V_α ^*、V_β ^*再经过SVPWM模块生成开关管的驱动信号，并实现PWM整流器单位功率因数±1的整流和逆变。

如图4所示，双向DC-DC控制原理图，在实际电路中由于器件的差异，开关管的占空比并不能达到理想效果，造成C_d1和C_d2分得的电压不能完全相等，其后果即造成开关管电压应力不均。为确保变换器正常工作，其飞跨电容必须均压。因为该电路三电平侧飞跨电容C_fly没有二极管箝位，在实际应用中，也会因为控制电路或驱动电路存在微笑的差异，导致开关管的开通时间不可能完全相等，会出现不对称，这样C_fly上电压不能保证为单端高压电压的一半，因此加入均压控制，如图4(a)所示。图4(b)所示为双向DC-DC变换器控制系统结构框图。具体控制由蓄电池充放电方案决定。充电控制：采用阶段式充电方式，充电过程包含恒压和恒流控制，恒压充电过程中，外环为直流电压环保持蓄电池充电电压的恒定。直流电压给定值与反馈值的差值经过PID调节，经过限幅输出后，作为电流环的给定值。电流换采用滞环控制输出PWM信号控制变换器中开关管的导通和关断，在恒流充电的过程中，电压外环不起作用，只有电流环工作，通过直流电流的反馈，维持充电电流的恒定。放电控制：当蓄电池恒流放电时，控制系统工作原理与恒流充电时相同，只有电流环工作，维持充电电流的恒定。通过对双向DC-DC变换器采用合理的控制策略，可以使蓄电池按设定的方式进行充放电，避免不良的使用方式对蓄电池造成损害，有效延长蓄电池的使用寿命。

能量流动管理控制如图5所示，V_E和V_SD都是中间信号，Y₀是最终产生的信号(Y₀为模式选通信号)，当V_E和V_SD输出都是高电平时，Y₀输出低电平。当V_E和V_SD输出都是低电平时，Y₀输出低电平。当V_E输出高电平时，V_SD输出低电平时，Y₀输出高电平。当V_E输出低电平时，V_SD输出高电平时，Y₀输出高电平。Y₀输出低电平时选通降压充电模式，Y₀输出为高电平时选通升压放电模式。

图6为储能变流器应用于风光柴互补发电纯交流母线供电的微型电网系统。如图5中所述，为了确保发电系统能稳定、可靠以及高效工作，必须保证交流电网和蓄电池相互协调工作，其核心在于依据电网和蓄电池的状态来控制双向变流器，使其工作在升压、降压或柴油机供电三种工作模式，以此来对蓄电池的充放电进行控制，对系统进行能量管理。使得交流电网和蓄电池能协调工作。交流电网的工作状态可通过对交流母线电压V_H进行实时检测来确定。当V_H低于交流母线所要求的最低电压V_min′时，说明负载所需的能量不能由交流母线完全提供，此时负载所需的剩余能量需要由蓄电池来补充；当V_min′≤V_H≤V_max′时，说明交流母线提供的能量可以满足负载所需，多余的能量给蓄电池充电。蓄电池的工作状态可以通过对其端电压V_L和实时荷电状态(SOC_t)进行实时检测来确定。当SOC_min＜SOC_t＜SOC_max时，蓄电池处于正常状态，此时既可以对其充电也可以使其放电。当蓄电池SOC_t慢慢降低至SOC_t＜SOC_min时，蓄电池处于过放电状态，应立即停止放电。同样当SOC_t＞SOC_max，应立即停止充电，以免过充电。如图5所示，控制电路根据电网和蓄电池的状态，判断处于哪种工作模式，向储能变流器发出相应的选通和关断信号，以确保双向变流器在合适的模式下切换，从而实现系统的能量管理。当V_H＜V_min′且SOC_t＜SOC_min(蓄电池处于过放电状态)时，V_E和V_SD输出高电平，此时电路立即进入关断模式，由柴油机给负载供电，多余的能量给蓄电池充电；当V_min′≤V_H≤V_max′且SOC_t＜SOC_min时，V_E和V_SD输出低电平，此时电路选通降压充电模式，交流电网迅速给蓄电池充电；当V_H＜V_min′且SOC_t＞SOC_min时，V_E输出高电平，V_SD输出低电平，此时电路选通升压放电模式，蓄电池处于放电状态来给负载供电。当V_min′≤V_H≤V_max′且SOC_t＞SOC_min时，V_E和V_SD输出低电平，此时电路选通降压充电工作模式，交流电网多余的能量给蓄电池充电，直至SOC_t＝SOC_max。

上述蓄电池荷电状态(SOC)采用改进的安时计量法主要在原安时计量法中考虑蓄电池容量变化及库伦效率折算等因素，SOC的计算公式：SOC_t式中表示t时刻蓄电池的荷电状态；SOC₀表示蓄电池初始的荷电状态；C_N表示蓄电池的额定容量；λ表示影响蓄电池容量的因素；η表示蓄电池的充电效率。

综上，本发明的储能变流器主电路主要由隔离变压器、三相交流接触器、三相缓冲电路、LCL滤波器、三相电压型PWM整流器、新型半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器、直流输出低通滤波器，限制电池充电电流的充放电缓冲接口电路与蓄电池组模块组成，其控制系统电路主要由电压电流传感器、驱动电路、保护电路、主控制器、SOC检测模块、散热器、蜂鸣器、人机界面、通信接口电路及系统辅助供电电源构成；新型储能变流器可实现储能电池与电网之间能量的双向自由流动，可实现蓄电池容量的灵活配置，所提控制方法可以实时检测交流微网功率或电压以及储能蓄电池荷电状态来灵活控制微网系统中各发电装置与储能变流器的运行模式，在电力系统中能起到“填峰削谷”、风光互补微电网系统中功率平滑等作用，并且具有功率密度高，体积小，效率高，谐波含量低，可靠性高，自控程度高等优点。

以上对本发明所提供的种应用于维持微型电网稳定运行的两级式双向储能变流器，并对此进行了详细介绍，本文应用了具体个例对本发明的原理和实施方式进行了阐述，所要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型两级式双向储能变流器控制系统，其特征在于：包括两级式双向储能变流器主电路及其控制系统电路；

所述两级式双向储能变流器主电路包括依次相串接的隔离变压器、三相交流接触器、三相缓冲电路、LCL滤波器模块、三相电压型PWM整流器、半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器、直流输出低通滤波器、限制电池充电电流的充放电缓冲接口电路；所述三相电压型PWM整流器用于实现整流和逆变的功能，所述双向DC-DC变换器用于完成蓄电池组的充放电功能；

控制系统电路主要包括主控制器、电压电流传感器模块、驱动电路、保护电路、散热器、蜂鸣器、SOC检测传感器模块、人机界面、通信接口电路、系统辅助供电电源；所述主控制器分别和电压、电流传感器模块、驱动电路、保护电路、散热器、蜂鸣器、SOC检测传感器模块、人机界面、通信接口电路、系统辅助供电电源相连接，用于接收并处理来自各传感器、保护电路、人机界面、通信借口电路的信号，并且通过对信号处理进行判断后发出相应的驱动信号和故障报警信号；所述电压电流传感器模块连接并检测三相电网电流电压，所述驱动电路、保护电路的输出连接储能变流器主电路；所述储能变流器主电路一端连接三相电网，另一端连接蓄电池组，所述蓄电池组还连接SOC检测传感器模块；所述系统辅助供电电源用于为控制系统电路供电。

2.根据权利要求1所述一种新型两级式双向储能变流器控制系统，其特征在于：所述半桥三电平推挽式双向DC-DC变换器为高压直流侧接半桥飞跨电容型三电平电路，与其相连的是二次侧带中间抽头式的高频变压器，一次与二次侧变压比为N1∶N2∶N3＝3∶1∶1，高频变压器与两个相同电压、电流应力的N沟道电力MOSFET构成推挽电路。

3.根据权利要求1所述一种新型两级式双向储能变流器控制系统，其特征在于：所述隔离变压器为Δ/Y隔离变压器，变压器一次侧为三角形连接，接380V三相电网，变压器二次侧为星型连接，与三相交流接触器相连，原副边变比N₁∶N₂＝1∶1，额定容量150KVA。

4.根据权利要求1所述一种新型两级式双向储能变流器控制系统，其特征在于：所述驱动电路用来将由主控芯片发出的信号进行功率放大来驱动功率开关管，驱动电路主要由高速光耦隔离与驱动芯片构成。

5.根据权利要求1所述一种新型两级式双向储能变流器控制系统，其特征在于：所述人机界面与通信接口电路是用来设定有关电压电流等参数，以及与微电网中其他设备的通信。

6.一种根据权利要求1所述的新型两级式双向储能变流器控制系统控制方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1，根据事先预估的直流输出低通滤波器所通过的电压、电流值，通过人机界面或通信接口电路设定相关的阈值；

步骤2，通过电压、电流传感器模块实时检测三相电压V_H，通过SOC检测传感器模块检测蓄电池组的SOC并将其检测结果送入主控制器芯片进行计算判断处理；

步骤3，通过检测蓄电池端的充放电电流并送入主控制芯片与设定的阈值进行比较，如果电流超过设定的值就启动保护电路，通过保护电路动作切断储能变流器与三相电网的连接，并由蜂鸣器发出警告信息，起到对蓄电池组及储能变流器的保护；

步骤4，由电压、电流传感器模块检测的电压、电流模拟信号，经过DSP芯片中的ADC模块将模拟信号转换成数字信号；

步骤5，当V_H低于交流母线所要求的最低电压V_min′时，说明负载所需的能量不能由交流母线完全提供，此时负载所需的剩余能量需要由蓄电池来补充；当V_min′≤V_H≤V_max′(V_max′为交流母线所要求的最高电压)，说明交流母线提供的能量可以满足负载所需，多余的能量给蓄电池充电；

步骤6，当满足SOC_min＜SOC_t＜SOC_max(SOC_min为蓄电池组荷电状态的最小值，SOC_max为蓄电池组荷电状态的最大值)时，蓄电池处于正常状态，此时既可以对其充电也可以使其放电，当蓄电池SOC_t慢慢降低至SOC_t＜SOC_min时，蓄电池处于过放电状态，应立即停止放电，同样当SOC_t＞SOC_max，应立即停止充电，以免过充电；

步骤7，控制系统电路根据电网和蓄电池的状态，判断处于哪种工作模式，向两级式双向储能变流器发出相应的选通和关断信号，以确保双向变流器在合适的模式下切换，从而实现系统的能量管理。

7.根据权利要求6所述的新型两级式双向储能变流器控制系统控制方法，其特征在于，所述步骤7的具体过程为：

当V_H＜V_min′且SOC_t＜SOC_min(蓄电池处于过放电状态)时，中间信号V_E和V_SD输出高电平，此时电路立即进入关断模式，由柴油机给负载供电，多余的能量给蓄电池充电；

当V_min′≤V_H≤V_max′且SOC_t＜SOC_min时，中间信号V_E和V_SD输出低电平，此时电路选通降压充电模式，交流电网迅速给蓄电池充电；

当V_H＜V_min′且SOC_t＞SOC_min时，V_E输出高电平，V_SD输出低电平，此时电路选通升压放电模式，蓄电池处于放电状态来给负载供电；

当V_min′≤V_H≤V_max′且SOC_t＞SOC_min时，V_E和V_SD输出低电平，此时电路选通降压充电工作模式，交流电网多余的能量给蓄电池充电，直至SOC_t＝SOC_max。

8.根据权利要求6所述的新型两级式双向储能变流器控制系统控制方法，其特征在于，所述蓄电池荷电状态SOC采用改进的安时计量法主要在原安时计量法中考虑蓄电池容量变化及库伦效率折算等因素，SOC的计算公式：

式中表示：t时刻蓄电池的荷电状态；SOC₀表示蓄电池初始的荷电状态；C_N表示蓄电池的额定容量；λ表示影响蓄电池容量的因素；η表示蓄电池的充电效率。