[發明專利]一種附加控制信號的電流源接入裝置

有效

• 申請號: 201910792365.5
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110572068B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 王少榮;侯玨;蘇鑫;李妍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/5395;H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎

本發明屬于電力系統自動控制領域，提供一種附加控制信號的電流源接入裝置，該裝置輸入附加控制器發出的SPWM信號，經過內部三相逆變和濾波后輸出三相附加電流信號作為附加控制信號，直接耦合至變流器控制單元的三相電流采樣回路中，在原有采樣電流信號的基礎上產生一定的幅值、相位偏差；通過對三相采樣電流信號進行微調來調整變流器控制單元的控制特性，進而改善變流器主電路連接的受控對象(如光伏發電/電動汽車等)的動態特性。本發明提供的附加控制信號的電流源接入裝置，可以應用在各種附加控制應用場景下，本發明滿足了在不改變變流器控制單元物理結構的基礎上裝配附加控制裝置的應用需求，其原理簡單可靠，成本低廉。

技術領域

本發明屬于電力系統自動控制領域，更具體地，涉及一種附加控制信號的電流源接入裝置。

技術背景

近年來，隨著大量可再生能源發電、分布式電源、柔性負荷和有源負載等接入電力系統，電力系統不良動態問題逐漸成為影響其穩定運行的主要因素之一。此外，由于可再生能源發電系統的間隙性功率波動以及優化調度系統引入的調節作用，分布式電源、柔性負荷、電動汽車以及儲能裝置等系統均有自身的反饋控制系統，電力系統的動態過程已經變得極為復雜。如今，針對電力系統發電、配電環節的動態特性優化領域，采用附加控制原理實現動態特性優化控制是一種常見的思路。譬如，同步發電機自動勵磁控制系統中的調差系統，通過調節發電機勵磁電流或轉子電流來實現電壓調節和無功功率分配，采用電力系統穩定器以抑制低頻振蕩等。

現有的附加控制策略主要為，通過對擾動信號進行直接或間接的測量，經轉變后接入控制系統，形成一條補償擾動影響的附加通道。附加控制信號的耦合方式主要為將附加信號疊加在變流器控制單元的d、q軸參考信號上，例如u_dref、u_qref、i_dref和i_qref，通過調節變流器控制單元的參考信號影響整個控制系統的控制特性。然而，由于該附加控制的實施方式采用將附加控制信號耦合在變流器控制單元的d、q軸參考信號上，該方法的實施過程較為繁瑣。尤其是在某些變流器控制單元已經完成一體化封裝且裝配至變流器主電路控制側的應用場合下，想進一步通過附加控制來改善變流器控制電路的控制特性，難以實現。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述現有技術中的不足，本發明提供了一種附加控制信號的電流源接入裝置，旨在優化附加控制的接入策略，解決由于變流器控制單元已經封裝完好無法耦合附加控制信號的難題；該附加控制信號的電流源接入裝置輸入附加控制器發出的SPWM信號，經過內部三相逆變和濾波后輸出三相附加電流信號作為附加控制信號，直接耦合至變流器控制單元的三相電流采樣回路中，在原有采樣電流信號的基礎上產生一定的幅值、相位偏差；通過對三相采樣電流信號進行微調來調整變流器控制單元的控制特性，進而改善變流器主電路連接的受控對象(如光伏發電/電動汽車等)的動態特性。

本發明附加控制信號的電流源接入裝置輸出電流信號而非電壓信號作為附加耦合信號，其主要原因在于，電壓信號決定了變流器控制單元內部鎖相環輸出的相位信號θ_PLL，θ_PLL決定了變流器控制單元內部電壓d、q軸分量u_d、u_q的相位，受電力系統實際運行狀態影響，若改變了變流器控制單元的三相電壓采樣信號，則其內部鎖相環輸出的θ_PLL無法正確反映電力系統實際運行狀態，會導致控制失效。

本發明附加控制信號的電流源接入裝置，包含三相逆變電路及LC濾波電路兩部分。

所述三相逆變電路，不同之處在于SPWM信號驅動橋臂上的開關管的方式，傳統的三相逆變電路共有6組驅動信號分別控制A、B、C三相上、下橋臂上的開關管，由于同相上、下橋臂開關管互補導通，考慮到其驅動信號亦為互補，本發明提供的三相逆變電路僅采用三組驅動信號分別驅動三相橋臂，每一組驅動信號通過相應的驅動電路處理后同步驅動上、下橋臂上的開關管。