[發明專利]能量轉換系統及其操作方法、光伏發電系統

有效

• 申請號: 201110285828.2
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN103023059A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 譚卓輝;鄔雪琴;鄔心慧;公茂忠;袁小明
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/18;H02J3/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

1.一種能量轉換系統，其特征在于：該能量轉換系統包括：直流母線，變流器模塊，以及變流器控制模塊；該直流母線接收來自于電源的直流電；該變流器模塊與直流母線連接，并用于將該直流母線上的直流電轉換成交流電；該變流器控制模塊與該變流器模塊連接，該變流器控制模塊用于接收代表變流器模塊輸出端電壓的電壓反饋信號以及代表變流器模塊輸出端電流的電流反饋信號，該變流器控制模塊還根據功率指令信號和通過該電壓反饋信號和電流反饋信號獲得的功率反饋信號產生相位角指令信號；該變流器控制模塊還根據無功功率指令信號和通過該電壓反饋信號和電流反饋信號獲得的無功功率反饋信號產生電壓幅值指令信號；該變流器控制模塊還用于根據該相位角指令信號，電壓幅值指令信號，電壓反饋信號以及電流反饋信號產生作用到該變流器模塊的控制信號。

2.如權利要求1所述的能量轉換系統，其特征在于：該變流器控制模塊包括混合調節器，該混合調節器包括：

旋轉變換元件，該旋轉變換元件用于接收相位角指令信號以及電壓幅值指令信號，該旋轉變換元件還用于將接收的相位角指令信號和電壓幅值指令信號旋轉成在同步旋轉d-q坐標系下的第一d軸電壓指令信號和第一q軸電壓指令信號；

電壓調節器，該電壓調節器用于接收該第一d軸電壓指令信號和第一q軸電壓指令信號，該電壓調節器還用于根據該第一q軸電壓指令信號和q軸電壓反饋信號產生d軸電流指令信號，該電壓調節器還用于根據該第一d軸電壓指令信號和d軸電壓反饋信號產生q軸電流指令信號；以及

電流調節器，該電流調節器用于接收d軸電流指令信號和q軸電流指令信號，該電流調節器還用于根據該d軸電流指令信號和d軸電流反饋信號產生第二d軸電壓指令信號；該電流調節器還用于根據該q軸電流指令信號和q軸電流反饋信號產生第二q軸電壓指令信號；其中，該第二d軸電壓指令信號和該第二q軸電壓指令信號被用來產生該作用到該變流器模塊的控制信號。

3.如權利要求2所述的能量轉換系統，其特征在于：該旋轉變換元件包括求和元件，該求和元件用于將相位角指令信號與從鎖相環電路產生的相位角參考信號相減，以得到相位角偏差信號，該相位角偏差信號用于產生該第一d軸電壓指令信號和第一q軸電壓指令信號。

4.如權利要求2所述的能量轉換系統，其特征在于：該變流器模塊包括網側變流器，該網側變流器用于將該直流母線上的直流電轉換成交流電，其中該變流器控制模塊包括網側控制器，該網側控制器用于產生作用到該網側變流器的控制信號；其中該網側控制器包括：功率調節器和相位角產生器，該功率調節器用于基于該功率指令信號和功率反饋信號產生內部頻率指令信號；該相位角產生器用于根據該功率調節器輸出的內部頻率指令信號產生相位角指令信號。

5.如權利要求1所述的能量轉換系統，其特征在于：該變流器控制模塊包括相位和頻率控制器，該相位和頻率控制器用于接收與該能量轉換系統相連的電網相關的電壓，并根據接收的電壓產生相位跳變修正信號，該相位跳變修正信號用于調節該相位角指令信號。

6.如權利要求5所述的能量轉換系統，其特征在于：該相位和頻率控制器還包括濾波單元，該濾波單元用于濾除該相位跳變修正信號中的高頻信號。

7.如權利要求6所述的能量轉換系統，其特征在于：該相位和頻率控制器還包括相位比較單元，該相位比較單元與該濾波單元相連接，該相位比較單元設置成具有滯回功能，以用于接收經濾波后的相位跳變修正信號，并提供限制相位跳變修正信號。

8.如權利要求5所述的能量轉換系統，其特征在于：該變流器控制系統包括功率調節器，該功率調節器根據功率指令信號和功率反饋信號產生內部頻率指令信號，該相位和頻率控制器包括：

第一求和元件，該第一求和元件用于將該內部頻率指令信號和從鎖相環電路產生的頻率參考信號相減，以得到頻率偏差信號；

低通濾波器，該低通濾波器用于濾除該頻率偏差信號中的高頻信號；以及

第二求和元件，該第二求和元件用于將濾波后的頻率偏差信號和從鎖相環電路產生的頻率參考信號相加，以得到復合頻率指令信號。