[發(fā)明專利]一種電網(wǎng)模擬器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110045176.9
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112886828B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周連俊;汪誠;彭子琦;顧偉峰;應(yīng)展烽;殷明慧;楊炯明;彭云;卜京;陳載宇;鄒云
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇金風(fēng)科技有限公司;南京理工大學(xué)
• 主分類號: H02M5/42
• 分類號: H02M5/42;H02M5/458;G01R31/00;G01R31/08
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱炳斐

1.一種電網(wǎng)模擬器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括：A、B、C三相，A、B、C三相LC濾波器，A、B、C三相變壓器，以及負(fù)載；A、B、C三相分別均輸出基波、低次諧波以及高次諧波，之后分別依次通過A、B、C三相LC濾波器和A、B、C三相變壓器連接負(fù)載；

所述A、B、C三相的結(jié)構(gòu)相同，每一相均包括基波與低頻大容量變換器模塊、高頻小容量變換器模塊；

所述基波與低頻大容量變換器模塊，用于輸出基波與低次諧波；

所述高頻小容量變換器模塊，用于輸出高次諧波；

所述基波與低頻大容量變換器模塊包括n個第一增益隨動型回饋模塊(A_a1～A_an或B_a1～B_an或C_a1～C_an)，n個第一分段式寬增益逆變模塊(H_aa1～H_aan或H_ba1～H_ban或H_ca1～H_can)；

所述高頻小容量變換器模塊包括n個第二增益隨動型回饋模塊(A_b1～A_bn或B_b1～B_bn或C_b1～C_bn)，n個第二分段式寬增益逆變模塊(H_ab1～H_abn或H_bb1～H_bbn或H_cb1～H_cbn)，其中n≥1；

所述第一增益隨動型回饋模塊(A_ai或B_ai或C_ai)的輸出端與第一分段式寬增益逆變模塊(H_aai或H_bai或H_cai)一一對應(yīng)連接，第二增益隨動型回饋模塊(A_bi或B_bi或C_bi)的輸出端與第二分段式寬增益逆變模塊(H_abi或H_bbi或H_cbi)一一對應(yīng)連接；n個第一分段式寬增益逆變模塊(H_aai或H_bai或H_cai)按序依次級聯(lián)，n個第二分段式寬增益逆變模塊(H_abi或H_bbi或H_cbi)按序依次級聯(lián)；與此同時，按序排列的第一個第二分段式寬增益逆變模塊(H_ab1或H_bb1或H_cb1)與第n個第一分段式寬增益逆變模塊(H_aan或H_ban或H_can)級聯(lián)，按序排列的第一個第一分段式寬增益逆變模塊(H_aa1或H_ba1或H_ca1)的輸出端與A相或B相或C相LC濾波器連接，該LC濾波器之后與A相或B相或C相變壓器(a1或b1或c1)連接；A、B、C三相中按序排列的第n個第二分段式寬增益逆變模塊(H_abn或H_bbn或H_cbn)相級聯(lián)；其中，1≤i≤n；

基于所述電網(wǎng)模擬器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制方法，該方法包括分段式寬增益逆變模塊電壓外環(huán)控制、電流內(nèi)環(huán)控制、調(diào)制波分配，以及增益隨動型回饋模塊直流側(cè)電壓隨動控制；其中，

所述分段式寬增益逆變模塊電壓外環(huán)控制具體為：對A、B、C三相的電壓進(jìn)行采樣后得到相電壓U_A、U_B、U_C，將相電壓U_A、U_B、U_C經(jīng)過abc_dq坐標(biāo)變換后得到U_α、U_β，將A、B、C三相U_A、U_B、U_C的電壓指令值U_Aref、U_Bref、U_Cref經(jīng)過abc_dq坐標(biāo)變換后得到dq軸的電壓指令U_αref和U_βref，將U_αref與U_α作差后經(jīng)過PR控制器得到內(nèi)環(huán)d軸電流參考信號I_αref，將U_βref與U_β作差后經(jīng)過PR控制器得內(nèi)環(huán)q軸電流參考信號I_βref；

所述分段式寬增益逆變模塊電流內(nèi)環(huán)控制具體為：對A、B、C三相的電流進(jìn)行采樣后得相電流I_A、I_B、I_C，將相電流I_A、I_B、I_C經(jīng)過abc_dq坐標(biāo)變換后得I_α、I_β，將I_αref與I_α作差后經(jīng)過PR控制器得到d軸調(diào)制波信號U_αr，將I_βref與I_β作差后經(jīng)過PR控制器得到q軸調(diào)制波信號U_βr，將d軸調(diào)制波信號U_αr與q軸調(diào)制波信號U_βr經(jīng)過反Clack變換后得到A、B、C三相的調(diào)制波信號U_a、U_b、U_c；

所述分段式寬增益逆變模塊調(diào)制波分配具體為：將A、B、C三相的調(diào)制波信號U_a、U_b、U_c經(jīng)過傅里葉變換后得到U_a、U_b、U_c的基波分量U_af、U_bf、U_cf，將基波分量U_af、U_bf、U_cf作為A、B、C三相基波與低頻大容量變換器模塊的調(diào)制波，將U_a-U_af、U_b-U_bf、U_c-U_cf作為A、B、C三相高頻小容量變換器模塊的調(diào)制波；

所述增益隨動型回饋模塊直流側(cè)電壓隨動控制具體為：直流側(cè)電壓v_dc1a...v_dcna與系統(tǒng)所有模塊直流側(cè)電壓的平均值∑v_dcj/3n進(jìn)行比較，得到的誤差經(jīng)過PI控制器之后，所輸出的直流側(cè)電壓的調(diào)節(jié)量與當(dāng)前的直流側(cè)電壓作差，產(chǎn)生新的模塊直流側(cè)電壓參考值v^*_dc1a...v^*_dcna，將調(diào)制波v_r1a...v_rna與v^*_dc1a...v^*_dcna相除，得到控制調(diào)制比m_1a...m_na，實現(xiàn)更高功率的模塊的輸出電壓比例增大，實現(xiàn)各模塊功率間匹配。