[發明專利]功率變換單元的控制裝置和方法

有效

• 申請號: 201410055260.9
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN104852393B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 薛海芬;蔡驪;田超;鄭殿臣
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業管理（上海）有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/16;H02M7/48
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明是有關于一種三相電網設備的控制技術，且特別是有關于一種功率變換單元的控制裝置及方法。

背景技術

當前，隨著科技的發展和人們物質生活的極大豐富，伴隨而來的能源和環境問題也日趨嚴重。因而，可再生能源的開發利用已成為解決上述問題的熱門研發方向，例如，風力發電以其清潔和環保等特性而當的無愧地作為多類可再生能源其中之一。

常見的電網設備包括風電以及光伏發電的電網變流器、無功補償裝置、驅動電機的變頻器等。當三相交流電網的三相電壓信號短時間對稱跌落時，前述并網設備應保持不脫網，并能夠快速發出無功電流以支撐三相電網電壓，以減小電網電壓故障造成的影響。然而當三相交流電網的三相電壓信號在比較高的情況下發生不對稱故障時，就會出現某些相的電壓比正常值低而某一相的電壓比正常值高的情況，如果前述設備在此時單純發出無功電流來支撐三相電網電壓的話，就會導致比較高的那一相電壓更高，進而導致前述電網設備因故障而關機。例如對于電網變流器而言，該電網變流器上的直流母線電壓的大小決定了其能逆變出的最大交流電壓的峰值，過高的那一相電網電壓信號會導致對電網電流的控制能力變差，調制波飽和，甚至發生不可控的情況。

發明內容

因此，本發明的一方面是在提供一種功率變換單元的控制裝置，應用于三相交流電網中，包含：偵測單元、電流檢測單元、信號處理單元以及功率變換單元。偵測單元用以偵測三相交流電網的三相電壓信號，計算并產生負序無功電流給定信號。電流檢測單元用以檢測功率變換單元的電流，輸出反饋電流信號。信號處理單元用以接收負序無功電流給定信號、正序電流給定信號以及反饋電流信號，輸出調制信號。功率變換單元電性耦接于信號處理單元與三相交流電網，其中，當三相電壓信號發生不平衡時，功率變換單元根據調制信號從三相交流電網吸收負序無功電流，用以降低功率變換單元的輸出端的負序電壓。

本發明的另一方面是在提供一種功率變換單元的控制方法，應用于三相交流電網中，包含：使偵測單元偵測三相交流電網的三相電壓信號，計算并產生負序無功電流給定信號；使電流檢測單元檢測功率變換單元的電流，輸出反饋電流信號；使信號處理單元接收負序無功電流給定信號、正序電流給定信號以及反饋電流信號，輸出調制信號；以及使電性耦接于信號處理單元與三相交流電網的功率變換單元在當三相電壓信號發生不平衡時，根據調制信號從三相交流電網吸收負序無功電流，用以降低功率變換單元的輸出端的負序電壓。

應用本發明的優點在于通過本發明的功率變換單元的控制裝置的設計，可偵測出三相交流電網的三相電壓信號的不平衡，即三相交流電網發生故障，例如，三相電壓的對稱跌落，由功率變換單元根據調制信號從三相交流電網吸收負序無功電流，降低功率變換單元的輸出端的負序電壓，用以降低功率變換單元輸出端的不平衡度，以免單相過壓發生，達到動態調整三相電壓信號不平衡的目的，保證低壓穿越(Low Voltage Ride Through；LVRT)和高壓穿越(High Voltage Ride Through；HVRT)能順利通過。

附圖說明

圖1為本發明一實施例中，一種功率變換單元的控制裝置、功率變換單元以及三相交流電網的示意圖；

圖2A為本發明一實施例中，圖1的三相交流電網、濾波電感以及功率變換單元的正序等效電路圖；

圖2B為本發明一實施例中，圖1的三相交流電網、濾波電感以及功率變換單元的負序等效電路圖；

圖3為本發明一實施例中，功率變換單元的控制裝置以及三相交流電網更詳細的示意圖；

圖4為本發明一實施例中，功率變換單元的控制裝置以及三相交流電網更詳細的示意圖；以及

圖5為本發明一實施例中，一種功率變換單元的控制方法的流程圖。

具體實施方式

請參照圖1。圖1為本發明一實施例中，一種功率變換單元的控制裝置10、功率變換單元106以及三相交流電網12的示意圖。其中，控制裝置10包含：偵測單元100、電流檢測單元102、信號處理單元104。