[發明專利]具有有功無功功率解耦補償機制的能量轉換系統和方法

有效

• 申請號: 201310124975.0
• 申請日: 2013-04-11
• 公開（公告）號: CN104104221B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 鄔心慧;劉姣;侯丹;鄔雪琴;譚卓輝
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 周少杰

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，用于接收來自于電源的直流電；

變流器模塊，用于將該直流母線上的直流電轉換成交流電；及

變流器控制模塊，用于調節該變流器模塊的功率，該變流器控制模塊包括：

有功功率調節器，根據有功功率指令信號和有功功率反饋信號產生相位角指令信號；

無功功率調節器，根據無功功率指令信號和無功功率反饋信號產生電壓幅值指令信號；及

有功無功功率解耦單元，用于去除有功功率與無功功率之間的耦合干擾，該有功無功功率解耦單元包括：

有功功率補償項，根據無功功率誤差信號產生用于補償該相位角指令信號的相位角補償信號；及

無功功率補償項，根據有功功率誤差信號產生用于補償該電壓幅值指令信號的電壓幅值補償信號。

2.如權利要求1所述的能量轉換系統，其特征在于：該無功功率誤差信號等于無功功率指令信號與無功功率反饋信號的差值，或等于無功功率反饋信號在不同時間點的差值；該有功功率誤差信號等于有功功率指令信號與有功功率反饋信號的差值，或等于有功功率反饋信號在不同時間點的差值。

3.如權利要求1所述的能量轉換系統，其特征在于：該有功功率補償項包括一個第一比例環節，該無功功率補償項包括一個第二比例環節。

4.如權利要求3所述的能量轉換系統，其特征在于：該第一比例環節的比例系數K1＝-R/V_A*V_B*cos(θ_A-θ_B)，該第二比例環節的比例系數K2＝R/V_A*cos(θ_A-θ_B)，其中，R為一個設定點A與一個設定點B之間的阻值，V_A為該設定點A處的電壓值，V_B為該設定點B處的電壓值，θ_A為電壓向量V_A的相位角，θ_B為電壓向量V_B的相位角。

5.如權利要求4所述的能量轉換系統，其特征在于：該第一比例環節的比例系數K1＝-R/V²_Base，該第二比例環節的比例系數K2＝R/V_Base，其中V_Base為電壓基值。

6.如權利要求3所述的能量轉換系統，其特征在于：該有功功率補償項還包括一個限制器，該無功功率補償項還包括一個限制器。

7.如權利要求1所述的能量轉換系統，其特征在于：該有功功率調節器包括：

第一求和元件，用于將該有功功率指令信號和有功功率反饋信號相減，以提供有功功率誤差信號；

功率調節器，根據該有功功率誤差信號產生頻率指令信號；

相位角產生器，根據該頻率指令信號產生相位角指令信號；及

第二求和元件，用于將該相位角指令信號與該相位角補償信號相加，以得到一個補償后的相位角指令信號。

8.如權利要求1所述的能量轉換系統，其特征在于：該無功功率調節器包括：

第一求和元件，用于將該無功功率指令信號和無功功率反饋信號相減，以提供無功功率誤差信號；

無功調節器，根據該無功功率誤差信號產生一個測試點電壓指令信號；

第二求和元件，用于將該測試點電壓指令信號和測試點電壓反饋信號相減，以提供測試點電壓誤差信號，還進一步將該電壓幅值補償信號加入該測試點電壓誤差信號中，以產生了補償后的測試點電壓誤差信號；及電壓調節器，根據該補償后的測試點電壓誤差信號產生該補償后的電壓幅值指令信號。

9.如權利要求1所述的能量轉換系統，其特征在于：該無功功率調節器包括：

第一求和元件，用于將該無功功率指令信號和無功功率反饋信號相減，以提供無功功率誤差信號；

無功調節器，根據該無功功率誤差信號產生一個測試點電壓指令信號；

第二求和元件，用于將該測試點電壓指令信號和測試點電壓反饋信號相減，以提供測試點電壓誤差信號；

電壓調節器，根據該測試點電壓誤差信號產生該電壓幅值指令信號；及第三求和元件，用于將該電壓幅值補償信號加入該電壓幅值指令信號中，以產生了補償后的電壓幅值指令信號。