[發明專利]一種波動環境下的換流器的控制系統及方法

有效

• 申請號: 202111591338.5
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114244138B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 滕越;王締;戴鳳嬌;潘東;崔虎寶;唐龍江;張健;趙騫;繆春輝;陳國宏;孔明
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉芳

本發明涉及一種波動環境下的換流器的控制系統及方法。該系統中錯相全橋模塊的輸入端與電源連接；錯相全橋模塊的輸出端與全波整流模塊的輸入端連接；計算模塊根據輸入電壓、輸出電壓以及輸出電流確定實時輸入輸出電壓比值和實時輸出功率；最優電流應力控制器根據實時輸入輸出電壓比值和實時輸出功率確定外移相角度；PI控制器根據輸出電壓和輸出電壓正反饋以及以外移相角度為電流應力的優化量確定內移項角度；錯相脈沖調制模塊根據內移項角度調整脈沖PWM控制信號；錯相全橋模塊用于根據脈沖PWM控制信號控制開關管的通斷，進而調整輸出電壓和輸出功率。本發明能夠為電解槽提供穩定的供電電源，進而提高電解槽的使用壽命、工作效率和工作性能。

技術領域

本發明涉及電子器件控制領域，特別是涉及一種波動環境下的換流器的控制系統及方法。

背景技術

隨著新能源的使用，現在電解槽也由新能源進行發電進行供電。新能源發電一般為風能發電以及光伏發電；但是新能源發電為波動性的，即其發電功率是瞬時波動和寬功率波動的疊加；電解槽對于輸入的電壓電流有一定的承受范圍，但是，新能源發電的波動會導致電解槽的壽命變短，并導致工作效率和工作性能下降。

因此，基于上述問題，亟需一種控制策略為電解槽提供穩定的供電電源。

發明內容

本發明的目的是提供一種波動環境下的換流器的控制系統及方法，能夠為電解槽提供穩定的供電電源，進而提高電解槽的使用壽命、工作效率和工作性能。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種波動環境下的換流器的控制系統，包括：錯相全橋模塊、全波整流模塊、錯相脈沖調制模塊、最優電流應力控制器、PI控制器以及計算模塊；

所述錯相全橋模塊的輸入端與電源連接；所述錯相全橋模塊的輸出端與所述全波整流模塊的輸入端連接；

所述全波整流模塊的輸出端用于輸出電流和輸出電壓至電解槽；

所述計算模塊的輸出端與所述最優電流應力控制器的輸入端連接；

所述計算模塊用于根據輸入電壓、輸出電壓以及輸出電流確定實時輸入輸出電壓比值和實時輸出功率；

所述最優電流應力控制器用于根據實時輸入輸出電壓比值和實時輸出功率確定外移相角度；

所述PI控制器與所述全波整流模塊的輸出端以及所述錯相脈沖調制模塊連接；

所述PI控制器用于根據輸出電壓和輸出電壓正反饋以及以外移相角度為電流應力的優化量確定內移項角度；

所述錯相脈沖調制模塊的輸出端與所述錯相全橋模塊的輸入端連接；

所述錯相脈沖調制模塊用于根據內移項角度調整脈沖PWM控制信號；

所述錯相全橋模塊用于根據脈沖PWM控制信號控制開關管的通斷，進而調整輸出電壓和輸出功率。

可選地，所述計算模塊包括：傳輸功率計算單元和電壓變化比計算單元；

所述傳輸功率計算單元的輸出端以及所述電壓變化比計算單元的輸出端均與所述最優電流應力控制器的輸入端連接；所述傳輸功率計算單元的輸入端以及所述電壓變化比計算單元的輸入端均與所述全波整流模塊的輸出端以及所述錯相全橋模塊的輸入端連接；

所述傳輸功率計算單元用于根據輸出電壓以及輸出電流確定實時輸出功率；

所述電壓變化比計算單元用于根據輸入電壓以及輸出電壓確定實時輸入輸出電壓比值。

可選地，所述全波整流模塊包括：兩個直接并聯的IGBT。

可選地，每一所述IGBT的輸出最高頻率為10kHz，錯相輸出時為20kHz。