本发明属于隔离型电力电子变流器领域，具体涉及一种磁网络电能路由器功率控制及性能分析方法。
背景技术：
1、磁网络电能路由器采用了多端电力电子变流器与高压大功率多绕组中频变压器的集成结构，因其具有端口电压等级变换灵活、电气隔离、功率与电能质量可控的优势，满足未来多种形式电源、储能、负荷设备的接入要求，并能显著提升多类型综合能源系统的性能、效率及可靠性，在交直流混合配电网/微电网、新能源直流并网、电动汽车充电站、数据中心电源等领域广受关注。
2、传统功率控制可以使用pi控制器实现。一方面，由于积分环节的存在和精确解析式的缺失，pi控制在动态响应上呈现较大的滞后性；另一方面，由于pi增益参数设计上受限较大，且一般在控制系统运行中不会改变控制器增益参数，使得基于固定增益的pi控制难以实现最优的控制性能。此外，预测控制在恒压负载的功率控制上应用较少，并且受到参数不匹配程度的影响较大；前馈控制依赖于精确模型，会因参数不匹配产生误差。据此，面对面对恒压负载下磁网络电能路由器快速、准确的功率控制需求，如何设计功率控制方法是一个问题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题：针对现有控制方法的不足，本发明提供一种磁网络电能路由器功率控制及性能分析方法，不仅能对集成全桥的磁网络电能路由器实现较为快速准确的闭环功率调节，还能根据给定功率的符号较为方便地实现功率的双向传输，并在变压器电感参数不匹配的情况下保持良好性能，完成功率控制任务。此外，相应的分析方法可以对该控制方法进行稳态、动态性能评估。该控制方法解决了传统pi闭环功率控制动态响应慢，增益设计受限的问题，也克服了预测控制、前馈控制等基于模型的控制方法对参数不匹配较为敏感的问题。
2、为解决以上技术问题，本发明提供如下技术方案：一种磁网络电能路由器功率控制方法，包括如下步骤：
3、s1、以原边变流器的触发相位为零相位，通过反馈获得副边变流器前一开关周期k输出给恒压负载的功率p2[k]和移相比d2[k]；
4、s2、根据给定功率p2ref和副边变流器前一开关周期输出给恒压负载的功率p2[k]，计算功率差值，根据副边变流器前一开关周期输出给恒压负载的移相比d2[k]定位当前开关周期理论移相比d2[k+1]；
5、s3、根据当前开关周期理论移相比d2[k+1]对副边变流器施加移相控制，将当前开关周期k+1作为前一开关周期，然后返回执行步骤s1，实现磁网络电能路由器功率控制。
6、进一步地，前述的步骤s1中功率p2[k]按如下公式获得：
7、
8、其中，v2和i2分别表示采样瞬时电压和瞬时电流，t[k+1]表示当前第k+1个开关周期的起始时刻，ts是一个开关周期。
9、进一步地，前述的步骤s1中，移相比d2[k]按如下公式获得：
10、
11、其中，δt[k]表示前一开关周期副边变流器相对原边变流器延迟触发时间，ts是一个开关周期。
12、进一步地，前述的步骤s2具体为：根据双端口磁网络电能路由器功率表达式(3)、(4)，将式(3)、(4)做差，得到式(5)，即当前开关周期的移相比d2[k+1]的二次方程，然后求解，如下：
13、
14、
15、
16、式中，d2[k+1]和d2[k]分别为副边变流器当前周期和前一周期的移相比；n表示变压器变比，f表示开关频率，l表示变压器漏感和串联电感的总感值，p2[k]和p2ref分别表示副边变流器前一周期和给定输出给恒压负载的功率，且p2[k]和p2ref根据功率传输方向的不同为正值或负值，与移相比符号对应；v1[k+1]和v2[k+1]分别是原边变流器和副边变流器当前开关周期的电压；当副边输出给负载功率p2≤0表示功率正在反向从副边变流器向原边变流器传输，副边变流器移相比d2≤0；当副边输出给负载功率p2≥0表示功率正在从原边变流器向副边变流器传输，副边变流器移相比d2≥0。
17、本发明还提出基于一种磁网络电能路由器功率控制方法的性能分析方法，包括如下步骤：
18、r1、将电感参数不匹配情况下的实际电感值la带入双端口磁网络电能路由器功率表达式，得到当前周期以及下一周期副边变流器的移相比与输出给压负载的稳定功率之间的关系，结合电感参数不匹配程度、给定功率以及所述控制方法中下一周期副边移相比的计算式，在原副边电源电压相对稳定的条件下建立功率值关系方程，求解得出稳定功率终值和给定功率之间的关系；
19、r2、根据功率值关系方程，对控制功率进行迭代，获得控制功率的递推公式，并求出输出功率对于给定功率的相对值、输出功率对于给定功率的误差、以及在不同的功率控制误差下经过的周期数，最后结合开关周期数获得功率控制方法在电感参数不匹配情况下的理论动态控制时间，完成性能分析。
20、进一步地，前述的步骤r1包括如下子步骤：
21、r101、将漏感参数不匹配情况下的实际电感值la带入双端口磁网络电能路由器功率表达式得到下式：
22、
23、
24、其中，f表示开关频率，即开关周期ts的倒数；副边移相比d2[k]和副边功率p2[k]以及d2[k+1]和p2[k+1]具有相同的符号，据此可以判断功率流动方向；la表示漏感参数不匹配情况下的实际电感值，n表示变压器变比。
25、r102、根据功率控制调节过程中两侧直流源电压没有大幅变化，或者在直流源电压发生两次大幅变化之间功率控制能完成，得到结论v1[k]＝v1[k+1]和v2[k]＝v2[k+1]；
26、r103、建议功率值关系方程如下式(6)：
27、p2[k+1]＝mlp2ref+(1-ml)p2[k] (6)
28、其中，基于稳定功率值条件，即p2[k+1]＝p2[k]，ml为漏感参数的不匹配程度，ml＝l/la是初始电感值l和实际电感值la的比值，用于评估电感值因客观因素发生变化导致的不匹配程度。
29、进一步地，前述的步骤r2中递推公式如下式(7)：
30、
31、进一步地，前述的输出功率p2对于给定功率p2ref的相对值如下式(8)：
32、mp2＝p2/p2ref。 (8)
33、进一步地，前述的输出功率对于给定功率的误差εp2如下式(9)：
34、
35、在不同的功率控制误差下经过的周期数n如下式(10)：
36、
37、进一步地，前述的理论动态控制时间如下式(11)：
38、ts＝nts。 (11)
39、相较于现有技术，本发明采用以上技术方案的有益技术效果如下：
40、1、本发明提出的一种磁网络电能路由器功率控制方法，相比传统pi闭环功率控制具有更快的动态响应，可以通过给定功率的符号实现功率的双向传输；相比多数基于模型的控制方法对参数不匹配具有更好的鲁棒性。
41、2、本发明提出的基于一种磁网络电能路由器功率控制方法的性能分析方法，可以对该控制方法的稳态和动态性能进行理论分析，评估其在参数不匹配情况下收敛的稳态值和动态响应过程的时间，可以更为简单地判断上述控制方法是否满足控制要求。
1.一种磁网络电能路由器功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种磁网络电能路由器功率控制方法，其特征在于，步骤s1中功率p2[k]按如下公式获得：
3.根据权利要求1所述的一种磁网络电能路由器功率控制方法，其特征在于，步骤s1中，移相比d2[k]按如下公式获得：
4.根据权利要求1所述的一种磁网络电能路由器功率控制方法，其特征在于，步骤s2具体为：根据双端口磁网络电能路由器功率表达式(3)、(4)，将式(3)、(4)做差，得到式(5)，即当前开关周期的移相比d2[k+1]的二次方程，然后求解，如下：
5.基于一种磁网络电能路由器功率控制方法的性能分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于一种磁网络电能路由器功率控制方法的性能分析方法，其特征在于，步骤r1包括如下子步骤：
7.根据权利要求5所述的基于一种磁网络电能路由器功率控制方法的性能分析方法，其特征在于，步骤r2中递推公式如下式(7)：
8.根据权利要求7所述的基于一种磁网络电能路由器功率控制方法的性能分析方法，其特征在于，输出功率p2对于给定功率p2ref的相对值如下式(8)：
9.根据权利要求8所述的基于一种磁网络电能路由器功率控制方法的性能分析方法，其特征在于，输出功率对于给定功率的误差εp2如下式(9)：
10.根据权利要求8所述的基于一种磁网络电能路由器功率控制方法的性能分析方法，其特征在于，理论动态控制时间如下式(11)：
