[發明專利]變流器的控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202110311998.7
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112968452B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 邱姣姣;高志軍;趙明;張喬喬;孫鵬
• 申請（專利權）人: 廣州智光電氣股份有限公司;廣州智光電氣技術有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

本申請公開變流器的控制方法及裝置，其方法包括：根據變流器的三相輸出電壓和三相電流，確定變流器的實際輸出功率；根據有功功率和有功?頻率控制模型確定坐標變換角度，以及根據無功功率和無功?電壓控制模型確定調制波的正序分量；根據變流器的運行模式確定電壓負序控制指令及電壓負序控制反饋，并確定調制波的負序d軸分量和調制波的負序q軸分量，從而確定了dq軸坐標系下的調制波；對dq軸坐標系下的調制波進行坐標變換得到abc坐標系下的調制信號，以根據調制信號驅動變流器工作。本申請計算結構簡單、計算量小，保證電壓型VSG基本特性的同時，既可減小離網輸出電壓不平衡度；亦可減小并網電流不平衡度，為系統提供電壓和頻率支撐。

技術領域

本申請屬于儲能系統技術領域，具體涉及變流器的控制方法及裝置。

背景技術

為了提高儲能系統的運行可靠性，國內外學者提出了虛擬同步機(Virtualsynchronous generator，VSG)技術，該技術通過模擬同步發電機的本體模型、有功調頻和無功調壓等特性，使儲能變流器從外特性和運行機制上都可與傳統發電機相媲美。但隨著儲能裝置的多變性和應用的廣泛性，系統中會存在大量的不平衡負載，同時也會出現各種不平衡故障，這將引起系統電壓或入網電流的不平衡。

現有的VSG控制方法中，針對離網帶不平衡負載時輸出三相電壓不平衡問題，大部分采用基于VSG的不平衡電壓補償控制策略，該方法簡單可靠，可實現補償不平衡電壓的能力，但不適用于三相電網電壓不平衡工況；而針對并網電網電壓不平衡時三相入網電流不平衡問題，通常采用功率-電流的控制方法，或基于電壓電流雙環的負序分量控制，前者通過計算電流的參考值，對電流質量等問題進行改善，但該方法是基于電流型VSG而言，不適用于離網負載不平衡工況，而后者控制邏輯較為復雜。

需要說明的是，這里的陳述僅提供與本申請有關的背景信息，而不必然地構成現有技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種變流器的控制方法及裝置，在保證VSG控制基本屬性的前提下，既可減小離網輸出電壓不平衡度，提升VSG帶離網不平衡負載的能力；亦可減小并網電流不平衡度，具備電網電壓不平衡時故障穿越能力。

根據本申請的一方面，提供了一種變流器的控制方法，包括：

根據變流器的三相輸出電壓和三相電流，確定變流器的實際輸出功率，實際輸出功率包括有功功率和無功功率；

根據有功功率和有功-頻率控制模型確定坐標變換角度，以及根據無功功率和無功-電壓控制模型確定調制波的正序d軸分量，使調制波的正序q軸分量固定為0；其中，有功-頻率控制模型和無功-電壓控制模型均是基于虛擬同步機VSG建模得到的；

根據變流器的運行模式確定電壓負序控制指令及電壓負序控制反饋，并根據電壓負序控制指令及電壓負序控制反饋確定調制波的負序d軸分量和調制波的負序q軸分量，從而根據調制波的正序d軸分量、調制波的正序q軸分量、調制波的負序d軸分量和調制波的負序q軸分量確定了dq軸坐標系下的調制波；

基于坐標變換角度，對dq軸坐標系下的調制波進行坐標變換得到abc坐標系下的調制信號，以根據調制信號驅動所述變流器工作。

優選的，在上述方法中，根據變流器的運行模式確定電壓負序控制指令及電壓負序控制反饋，并根據電壓負序控制指令及電壓負序控制反饋確定調制波的負序d軸分量和調制波的負序q軸分量，包括：

若變流器的運行模式為離網運行，則令電壓負序控制指令為0，對變流器的三相輸出電壓進行正負序分離，得到輸出電壓的負序d軸分量和輸出電壓的負序q軸分量，作為電壓負序控制反饋；

根據電壓負序控制指令及電壓負序控制反饋經PI控制得到變流器離網運行時調制波的負序d軸分量和調制波的負序q軸分量。