[發明專利]一種具有故障穿越能力的儲能型變流器拓撲的控制方法

有效

• 申請號: 201710199570.1
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106877726B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 李睿;張弢;王平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/5395;H02M1/12;H02J3/12
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發明公開一種具有故障穿越能力的儲能型變流器拓撲的控制方法，其中變流器拓撲包括三個相單元，每個相單元包括上橋臂、下橋臂、上橋臂電感、下橋臂電感，三個相單元的上下橋臂均由半橋子模塊和類全橋儲能子模塊混合串聯而成；所述方法是根據每相待輸出指令電壓波形，確定每相橋臂中每個半橋子模塊和類全橋儲能子模塊的調制波，根據每相橋臂每個子模塊的載波和調制波進行比較產生控制信號，分別控制每相橋臂中各子模塊投入或切斷。上述具有故障穿越能力的儲能型變流器可以為新能源系統增加慣性，并且儲能所用的電池充放電電流平滑，電壓等級較低，保障了電池的高效運行和安全性。同時具備直流側故障穿越的能力，在直流側故障時仍然能夠儲能。

技術領域

本發明屬于電氣自動化設備技術領域，具體的，涉及一種具有故障穿越能力的儲能型變流器拓撲的控制方法。

背景技術

在現有的技術中，具有儲能功能的子模塊將電池直接并聯在子模塊電容旁，使得電池承受一倍工頻和二倍工頻的脈動電流，對電池的高效運行和全壽命周期成本不利；同時，實際工況中子模塊電容電壓一般大于1500V電壓等級，以鋰離子電池為代表的高倍率電池，基于電池荷電狀態均衡和故障保護的原因，從成本和安全考慮，很難達到如此高的串聯電壓。此外，這種具有儲能功能的子模塊并不具備故障穿越的能力，而具有故障穿越能力的子模塊又不具備儲能的功能。

經檢索，公開號為104917418A的中國專利申請，該發明提供了一種采用電池電流獨立控制的儲能型模塊化多電平變流器，其子模塊包括：一個半橋模塊、一個支撐電容和一個儲能電池。通過對電池電流的獨立控制，提高電池利用率和使用壽命。該專利提出的子模塊結構都采用電池并聯在直流電容旁的方案，電池必然會承受一倍工頻和二倍工頻的脈動電流，對電池的高效運行和全壽命周期成本不利。

公開號為105591562A的中國專利申請，該發明提供了一種具有直流故障閉鎖能力的模塊化多電平變流器，其包括：半橋子模塊、箝位單子模塊、全橋子模塊。直流故障時，通過閉鎖一部分子模塊實現直流故障穿越，并通過另一部分子模塊為電網提供無功支撐；該專利通過閉鎖子模塊并用全橋模塊和箝位單子模塊配合的方式實現故障穿越，僅僅擁有故障穿越的能力，但是在故障時并不具備儲能功能。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種從拓撲上提高電池壽命與利用率，并為新能源系統提供慣性，兼具故障穿越能力并在故障時能夠儲能的具有故障穿越能力的儲能型變流器拓撲的控制方法。

本發明提供一種具有故障穿越能力的儲能型變流器拓撲的控制方法，其中：

所述變流器拓撲包括三個相單元，每個相單元均包括上橋臂、下橋臂、上橋臂電感、下橋臂電感，所述上橋臂的正極端作為相單元的直流出線正極端，所述上橋臂的負極端與所述上橋臂電感的一端相連，所述上橋臂電感的另一端與所述下橋臂電感的一端相連，作為相單元的交流出線端，并串聯電抗器連接到電網，所述下橋臂電感的另一端與所述下橋臂的正極端相連，所述下橋臂的負極端作為相單元的直流出線負極端；三個相單元中的所述上橋臂、所述下橋臂均由半橋子模塊和類全橋儲能子模塊混合串聯而成；