[發明專利]一種高壓變頻器并網回饋裝置及其控制方法

無效

• 申請號: 201210407764.3
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN103023063A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 劉春松;錢詩寶;楊奇;張俊成;黃韜;李冰
• 申請（專利權）人: 國電南京自動化股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種高壓變頻器并網回饋裝置，包括進線開關、高壓變頻器及控制系統、并網電抗器、出線開關，其特征在于：所述進線開關與高壓變頻器相連，高壓變頻器與并網電抗器相連，并網電抗器與出線開關相連，出線開關與進線開關輸出端和高壓變頻器輸入端相連；所述高壓變頻器控制系統對電網電壓、高壓變頻器輸出電流進行采樣，并對采樣信號進行處理，控制高壓變頻器的輸出脈沖，將能量回饋到電網。

2.根據權利要求1所述的高壓變頻器并網回饋裝置，其特征在于：采樣電路連接到功率回路和控制系統，采樣電路包括并網繞組的三相電壓采樣電路、功率單元的輸出電壓采樣電路和功率單元的輸出電流采樣電路，采樣電路將各采樣信號送到控制系統，由控制系統對采樣信號進行處理。

3.根據權利要求1所述的高壓變頻器并網回饋裝置，其特征在于：所述高壓變頻器控制系統，包括采樣處理及并網控制單元、計算單元、脈沖控制單元和人機界面，控制系統對采樣電壓、電流進行處理；通過同步旋轉坐標系下基于PI控制的電流控制算法，計算得到三相參考電壓，將參考電壓輸出到脈沖控制單元，進行脈沖管理，生成對應的驅動信號，驅動高壓變頻器的功率部分，從而控制高壓變頻器的輸出；人機界面通過設置不同的參數實現不同的老化電流控制。

4.根據權利要求1所述的高壓變頻器并網回饋裝置，其特征在于：所述并網電抗器連接到三個功率單元的U接線端子和并網開關上，并網電抗器為三相可調電抗器。

5.根據權利要求1所述的高壓變頻器并網回饋裝置，其特征在于：所述并網開關連接到并網電抗器和并網變壓器的繞組。

6.根據權利要求3所述的高壓變頻器并網回饋裝置，其特征在于：同步旋轉坐標系下基于PI控制的電流控制算法包括以下步驟：

控制系統通過離散化處理，得到：

1)電流q軸分量PI調節步驟如下：

Δq(n)＝i_qref-i_q(n)其中i_qref為q軸電流分量的參考值，i_q(n)為采樣電流的q軸離散化分量，Δq(n)為q軸電流分量的差值；

u_qref=-(K_PΔq(n)+K_i∑Δq(n))-ωL·i_d+E_q其中K_P為比例參數，K_i為積分參數，∑Δq(n)為Δq(n)的累加值;

2)電流d軸分量PI調節步驟如下：

Δd(n)=i_dref-i_d(n)其中i_dref為d軸電流分量的參考值，i_d(n)為采樣電流的d軸離散化分量，Δd(n)為d軸電流分量的差值;

u_dref=-(K_PΔd(n)+K_i∑Δd(n))+ωL·i_q+E_d其中K_P為比例參數，K_i為積分參數，∑Δd(n)為Δd(n)的累加值。

7.根據權利要求1所述的高壓變頻器并網回饋裝置的控制系統的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將采樣的電網電壓鎖相得到電網電壓角度θ，將電網電壓、輸出電流進行矢量解耦，得到電網電壓有功分量E_d、電網電壓無功分量E_q、電網電流有功分量i_d、電網電流無功分量i_q，初始電網電流有功分量i_d與有功分量給定值i_dref比較,得到的差值經PI控制器輸出;

2)輸出的電壓值與電網電壓有功分量E_d、i_qωL比較得到參考電壓有功分量u_dref，ω為角頻率、L為輸出電抗器電感值;

3)同樣，初始電網電流無功分量i_q與無功分量給定值i_qref比較,比較得出的差值經PI控制器輸出，得到的電壓值與電壓無功分量E_q、i_dωL比較得到參考電壓無功分量u_qref;

4)得到的參考電壓u_dref、u_qref經過park和clark逆變換得出ABC三相參考電壓，送往脈沖控制單元進行脈沖分配，形成三相PWM信號，PWM信號傳輸到高壓變頻器功率部分，控制功率部分的開關器件的開通與關斷，使高壓變頻器輸出三相電壓，經并網電抗器后接入電網，并向電網反饋能量；

5)脈沖控制單元根據三相參考電壓形成PWM脈沖，生成驅動信號，并驅動高壓變頻器的功率部分。