[发明专利]能量转换系统、光伏能量转换系统和方法

说明书

本发明涉及能量转换系统、光伏能量转换系统和方法。其中揭示的一种方法，其至少包括如下步骤：至少基于与该变流器装置相关的电流阈值产生至少一个最大相位角限制信号和最小相位角限制信号；至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际电压信号产生相位角限制调整信号；使用该相位角限制调整信号调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者；以及使用该调整后的该最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号中至少一者限制该相位角指令信号。

技术领域

本发明公开的实施方式涉及系统和方法，特别涉及一种可以用来对输出电流和直流母线电压进行协调控制的系统和方法。

背景技术

包括诸如光伏发电装置，风能发电装置等在内的能量转换系统，逐渐被发展成用于取代传统的发电装置，例如基于化石燃料的发电装置等。至少一部分已知的能量转换系统被设置成进行并网连接，其可以将从例如可再生能量源等获得的能量转换成满足电网要求的能量，例如具有特定的电压和频率等，并将转换后的能量馈入电网。

为了增强对基于电压源模型设计的电能变换系统的输出电流的控制能力，业界已提出一种相电流控制算法或者控制方法。该相电流控制算法或者方法在实际执行时，至少基于预设的电流阈值提供电压幅值限制信号对电压指令信号的幅值进行限制和/或提供相位角限制信号对相位角指令信号的相位角进行限制，以此来间接地对电能变换系统的变换器输出的电流进行控制，因此，可以在发生诸如低电压事件和/或零电压事件时，避免变换器中的半导体器件被损坏。

另外，在实际运行时，还希望对电能变换系统中直流母线的电压进行控制，使其维持在恒定的数值或者在可以接受的电压范围内。然而，传统的电能变换系统中执行的直流母线电压控制算法在遇到瞬态事件或者电网故障时仍面临相当的挑战。

因此，有必要提供一种改进的系统和方法来解决上述技术问题或者满足上述技术需求。

发明内容

有鉴于上面提及之技术问题或者技术需求，本发明的一个方面在于提供一种能量转换系统。该能量转换系统包括直流环节，变流器装置和变流器控制器。该变流器装置与该直流环节连接，该变流器装置被配置成对该直流环节提供的直流电能进行转换并提供交流电能。该变流器控制器与该直流环节以及该变换器装置连接，该变换器控制器包括混合直流电压和输出电流控制模块，该混合直流电压和输出电流控制模块用于在该电能变换系统遇到至少一个瞬态事件时对该变流器装置提供的交流电能的输出电流进行限制并且对该直流环节的直流电压进行调节。其中，该混合直流电压和输出电流控制模块包括相位角调节器，直流电压调节器以及电流限制器；该相位角调节器用于产生相位角指令。该直流电压调节器用于至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际直流电压信号产生相位角限制调整信号。该电流限制器与该相位角调节器和该直流电压调节器连接，该电流限制器用于至少基于与该变流器装置相关的电流阈值产生至少一个最大相位角限制信号和最小相位角限制信号，该最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号用于限制该相位角指令信号。该电流限制器还用于使用该相位角限制调整信号调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者。

本发明的另一个方面在于提供一种用于检测与能量变换系统运行的方法，该能量变换系统包括直流环节，变流器装置和变流器控制器。该方法至少包括如下步骤：至少基于与该变流器装置相关的电流阈值产生至少一个最大相位角限制信号和最小相位角限制信号；至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际电压信号产生相位角限制调整信号；使用该相位角限制调整信号调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者；以及使用该调整后的该最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号中至少一者限制该相位角指令信号。