[發明專利]適用于電網不平衡工況下的同步逆變器控制系統

有效

• 申請號: 201510628952.2
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105119309B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 馮煒;韋徽;鐘旭;王偉;王彤;宋飛;周衛
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網天津市電力公司;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;南京南瑞太陽能科技有限公司;南京南瑞集團公司;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/16
• 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

技術領域

本發明涉及電力技術領域，尤其涉及一種適用于電網不平衡工況下的同步逆變器控制系統。

背景技術

隨著國民經濟的快速發展，人們對電力的需求量越來越大，電網的規模以及遠距離輸送的電力容量均在不斷增長。此時，集中式大電網成本高、運行難度大、可靠性低等缺陷將隨著電網規模的擴大日漸凸顯，越來越不能滿足人們對電力供應的質量及用電安全性與可靠性的要求。近年來，由電網中單點故障引起的大規模停電事故頻頻發生，充分暴露出了大電網系統的脆弱性，供電可靠性問題已引起各國人員的高度重視。此外，集中式大電網發電系統不能跟蹤電力負荷的變化，系統的靈活性相對較差。若為了短暫的峰荷建造發電廠，所需花費很大，經濟效益很低。為了節省投資，提高發電系統的安全性與靈活性，分布式發電系統及微電網系統應運而生。

在分布式發電及微電網系統中，儲能變流器、并網逆變器是實現分布式發電和微電網系統能量轉換和傳遞的核心裝置。特別是基于虛擬同步機控制為核心的同步逆變器控制方案，由于其具有模擬同步電機的一次調壓/調頻功能，以及虛擬轉動慣量等環節，在外特性可與同步發電機相媲美。當微電網或配電網發生電壓頻率異常事件時，能有效地為電網提供必要的有功和無功支撐，極大提高了分布式發電系統和微電網的運行可靠性，從而特別適用于儲能裝置、新能源發電裝置與配電網之間的連接。目前，關于同步逆變器控制策略大多針對理想的三相平衡電網開展相關研究，如何實現同步逆變器在電網發生不平衡工況下正常運行，提高同步逆變器在電網不平衡工況下的運行能力和其工作穩定性是同步逆變器控制的重點和難點。

因此，研究適用于電網不平衡工況下的同步逆變器控制系統，保證同步逆變器在電網不平衡工況下依然能夠輸出平衡的入網電流，對于實現同步逆變器應用在分布式發電系統和微電網領域，提高其穩定性和可靠性具有重要的理論意義和實用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種適用于電網不平衡工況下的同步逆變器控制系統，可實現基于虛擬同步機控制為核心的同步逆變器工作在電網不平衡工況下。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種適用于電網不平衡工況下的同步逆變器控制系統，包括依次連接的電源、三相逆變器主電路、LC濾波電路和電網，還包括：

電流采集模塊，用于采集所述三相逆變器主電路輸出的電感電流i_ABC；

電壓采集模塊，用于采集所述三相逆變器主電路輸出的電壓u_oABC；

電壓信號處理模塊，用于獲取所述三相逆變器主電路輸出的電壓u_oABC的幅值V_o和負序分量u_oABC-；

功率計算模塊，用于根據所述三相逆變器主電路輸出的電感電流i_ABC和電壓u_oABC計算得到有功功率p_o和無功功率q_o；

電壓參考信號幅值計算模塊，用于根據三相逆變器主電路輸出的電壓幅值V_o、電網電壓額定幅值V_n、無功功率給定值Q_ref和無功功率q_o計算得到電壓參考信號的幅值V_ref；

電壓參考信號相位計算模塊，用于根據電網額定角頻率ω_n、有功功率給定值P_ref和有功功率p_o計算得到電壓參考信號的相位θ_o；

電壓參考信號生成模塊，用于根據所述電壓參考信號的幅值V_ref和所述電壓參考信號的相位θ_o生成電壓參考信號v_refABC；

電流環參考信號生成模塊，用于根據所述電壓參考信號v_refABC和三相逆變器主電路輸出的電壓u_oABC生成電流參考信號i_refABC；

正序調制信號生成模塊，用于根據所述電流參考信號i_refABC和所述電感電流i_ABC生成正序調制信號v_mABC+；

調制模塊，用于根據所述電壓信號處理模塊得到的負序分量u_oABC-和所述正序調制信號v_mABC+生成調制波對載波信號v_c進行調制，生成控制信號d，以控制逆變器功率開關。