[發明專利]不對稱負載下儲能功率變換器輸出電壓不平衡抑制方法

有效

• 申請號: 202110341130.1
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN112952867B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 張純江;聶文卿;何浩;慶宏陽;董杰
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

本發明涉及電能質量領域，具體涉及不對稱負載下儲能功率變換器輸出電壓不平衡抑制方法，控制過程為檢測儲能功率變換器輸出電壓、電流并分離成正負序分量，得到正序的功率以作為下垂控制的參考值，以此得到儲能功率變換器的正序參考電壓，同時提取PCC點處的電壓負序分量，通過不平衡控制得到儲能功率變換器的負序參考電壓，將其與下垂控制得到的正序參考電壓疊加后得到新的參考電壓，通過電壓電流控制環得到SVPWM所需要的調制信號；本發明是對孤島運行狀態下儲能功率變換器的輸出電壓進行了電能質量改善，實現了不對稱負載下對公共點電壓的不平衡治理。

技術領域

本發明涉及電能質量技術領域，具體涉及不對稱負載下儲能功率變換器輸出電壓不平衡抑制方法。

背景技術

隨著可再生能源滲透率不斷提高，導致含高滲透率可再生能源的區域電網中存在系統轉動慣量低、棄風棄光現象嚴重和可再生能源輸電波動等問題，這會降低系統的穩定性、可靠性。目前有效的解決手段是配置儲能系統，儲能系統除了運行在并網模式，還要求其能夠運行在孤島模式。儲能系統中功率變換器則是整個儲能系統中的核心，儲能功率變換器工作在孤島模式下如本發明附圖1所示，在實際中各種不對稱負載接入儲能功率變換器會導致輸出電壓不對稱，不對稱電壓將危害其他設備安全。以往的不平衡電壓控制策略采取電流型控制，通過功率環和電流環構造參考電流從而間接實現對電壓的控制。但傳統的電流型控制策略由于是間接控制，具有控制精度較低、抑制效果較差等缺點。

現有的電壓控制型不平衡控制策略較少，控制效果易受控制器參數限制，且大部分用于抑制并網狀態時不對稱電網帶來的影響，因此，孤島狀態下以電壓控制為基礎的不平衡電壓抑制研究具有重要意義。

發明內容

本發明目的是在不對稱負載下，抑制儲能功率變換器于公共連接點的不平衡電壓，以提高儲能功率變換器的輸出電能質量，適用于孤島模式。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

不對稱負載下儲能功率變換器輸出電壓不平衡抑制方法，包括如下步驟：

步驟1，檢測三相四線NPC拓撲中的U_ca、U_cb、U_cc，可獲得對應的儲能功率變換器輸出電壓矢量V_DG，同時檢測PCC點處的電壓V_PCC，均進行正負序分離后分別得到負序分量矢量電壓

步驟2，對上述步驟1提取到的負序分量矢量電壓進行控制，得到加入不平衡控制時的系統電路，儲能功率變換器的輸出電壓帶有負序分量，考慮負序分量時等效為阻抗和電壓源類比于可等效為諧波電流源的非線性負載，將不對稱負載等效為負序電流源經過控制后，將儲能功率變換器和線路阻抗等效為阻抗進而實現降低PCC點的負序電壓分量；

步驟3，在加入控制策略后，I_f為電感電流，通過上述步驟2中的控制，得到負序參考電壓與下垂控制得到的正序參考電壓疊加后得到新的參考電壓；

步驟4，驗證上述步驟1、2、3中分析方法的正確性，對電路進行matlab/simulink仿真。