[發明專利]DC/AC變流器的控制方法

在審

• 申請號: 202010183980.9
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111277165A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 管西燕;劉春明
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02M7/797
• 分類號: H02M7/797;H02J3/24
• 代理公司: 成都智涌知識產權代理事務所(普通合伙) 51313
• 代理人: 周正輝

本發明提供了DC/AC變流器的控制方法，包括：對變流器進行數學建模，并進行解耦操作，變流器為雙向DC/AC變流器；利用PI雙環控制策略對雙向DC/AC變流器進行雙閉環控制，其中，外環控制變量為雙向DC/AC變流器的直流側電流，內環控制變量為解耦后的交流側有功電流。本發明能夠有效減少源轉換器的輸出阻抗與負載轉換器的輸入阻抗相互作用所可能引發母線電壓振蕩，系統不穩定的問題，有利于電力系統和分布式網絡的穩定運行。

技術領域

本發明涉及電力系統控制技術領域，尤其是涉及DC/AC變流器的控制方法。

背景技術

目前，隨著環境污染日益加劇、一次能源的日趨匱乏及可再生資源低效的利用率，分布式新能源的發展受到越來越多的關注，微電網也應運而生。它將各類分布式電源接入大電網，具有靈活性高、充分利用可再生能源、污染小等優點，符合“節能減排”、“環境治理”與“產業升級轉型”三大主題概念。微電網作為分布式新能源與新型用戶的主要供電方式，將成為未來供電網不可或缺的組成部分。

和單一微電網相比，交直流微電網更加靈活高效，它可以更加高效地將分布式電源、儲能裝置及各類負載整合到電網中。混合微電網需要大量逆變器進行能量交互，其中，雙向DC/AC變流器控制著直流電網和交流電網的功率流動，可工作在整流模式或者逆變模式，是連接兩個子網的重要橋梁。其自身的控制問題及逆變器并聯系統的穩定問題，影響著整個電網的高效可靠運行以及電能質量的好壞。雙向DC/AC變流器必須與微電網協調工作，整個微電網系統才能以最優方式運行。

雙向DC/AC變流器是構建交直流混合微電網的重要橋梁，其作為互聯變換器其他DC/DC變換器組成的級聯系統，不僅實現交流母線和直流電網之間的柔性互聯并且靈活的實現多種模式控制。但是，對于級聯轉換器系統，源轉換器的輸出阻抗與負載轉換器的輸入阻抗相互作用可能引發母線電壓振蕩，導致系統不穩定。在雙向應用中，當功率流反向時，阻抗相互作用也會變化，這給系統穩定性帶來了更多的不確定性。

綜上所述，如何對級聯轉換器系統實現有效控制則是未來亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供DC/AC變流器的控制方法，能夠有效減少源轉換器的輸出阻抗與負載轉換器的輸入阻抗相互作用所可能引發母線電壓振蕩，系統不穩定的問題，有利于電力系統和分布式網絡的穩定運行。

第一方面，本發明實施例提供了DC/AC變流器的控制方法，包括：

對變流器進行數學建模，并進行解耦操作，所述變流器為雙向DC/AC變流器；

利用PI雙環控制策略對所述雙向DC/AC變流器進行雙閉環控制，其中，外環控制變量為所述雙向DC/AC變流器的直流側電流，內環控制變量為解耦后的交流側有功電流。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述對變流器進行數學建模，并進行解耦操作包括：

根據基爾霍夫電壓定律建立所述雙向DC/AC變流器在三相靜止坐標系下的第一變流器模型；

將所述第一變流器模型通過Clark變換至兩相靜止坐標系下的第二變流器模型；

將所述第二變流器模型通過Park變換至兩相旋轉坐標系下的第三變流器模型。

結合第一方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述Clark變換為將三相靜止坐標系變換至兩相正交坐標系的變換，Park變換為將兩相正交坐標系變換至和電網基波頻率相同，且保持同步旋轉的兩相旋轉坐標系的變換。

結合第一方面的第二種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，還包括：