[发明专利]基于双PWM型储能变流器的直流母线电压动态稳定控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子变频器技术领域，具体涉及一种适用于双PWM型储能变流器在并网工作时的直流母线电压动态稳定控制技术。

背景技术

现有的直流母线电压控制系统由直流侧变流器和网侧变流器组成，在并网运行时，网侧变流器的主要功能是实现交流侧功率因数控制和保持直流环节电压稳定，以确保直流侧变流器乃至整个储能系统的可靠工作；直流侧变流器的主要功能是实现有功功率输出大小和方向的控制。

由于直流侧变流器和网侧变流器功能相对独立，因此当输出功率发生阶跃时，直流侧变流器调整有功功率输出，网侧变流器的动态响应速度决定了直流母线上的电压变化。当网侧变流器的动态响应速度不能满足直流侧变流器的有功功率输出波动时，直流母线会发生过压、欠压故障，直流母线电压过高会导致直流母线电容发热、击穿及其相关元器件的损坏；电压过低影响交流侧的控制效果。

因此，保证直流母线电压控制系统的直流侧变流器和网侧变流器的功率的快速跟踪和协调控制，对稳定直流母线电压是十分必要的。

发明内容

为克服现有直流母线电压控制系统功率控制方法上存在的不足，本发明公开了一种基于双PWM型储能变流器在并网工作时的直流母线电压动态稳定控制系统和方法。

本发明具体采用以下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种基于双PWM储能变流器的直流母线电压动态控制方法，包括以下步骤：

通过一比较器储存一储能变流器的功率门槛值，所述比较器用以接收所述储能变流器的功率值，并将当前功率值和上一次功率值的差值绝对值和所述功率门槛值进行比较，并在所述差值绝对值大于所述功率门槛值时将所述差值绝对值输出给一第一除法器；

通过所述第一除法器接收所述差值绝对值，并将所述差值绝对值除以一电网电压幅值得到网侧变流器的直轴电流变化量；

通过一乘法器接收所述网侧变流器的直轴电流变化量，并将所述直轴电流变化量乘以一比例系数得到一比例直轴电流变化量；

通过一第二加法器接收所述比例直轴电流变化量，并将所述比例直轴电流变化量和一直轴电流期望值相叠加后输出一直轴电流叠加值；

通过一第二除法器接收一无功功率期望值，并将所述无功功率期望值除以所述电网电压幅值得到一交轴电流期望值；所述直轴电流叠加值和所述交轴电流期望值分别与一直轴电流反馈值和一交轴电流反馈值相叠加并经由比例调节和积分调节后，分别与相应的交轴解藕补偿项和电网电压扰动前馈直轴补偿项、直轴解藕补偿项和电网电压扰动前馈交轴补偿项相叠加后得到一变换器交流侧直轴参考电压和一变换器交流侧交轴参考电压；及

通过一整流器分别接收所述变换器交流侧直轴参考电压和所述变换器交流侧交轴参考电压，并分别对所述变换器交流侧直轴参考电压和所述变换器交流侧交轴参考电压进行空间矢量脉宽调制，所述整流器通过空间矢量脉宽调制产生驱动信号进而实现对变流器的控制。

进一步的，还包括：通过一第一加法器分别接收外环电压环的直流电压和所述整流器的反馈直流电压，并将所述外环电压环的直流电压和所述整流器的反馈直流电压相叠加后输出一总直流电压。

进一步的，还包括：通过一第一比例积分控制器接收所述总直流电压，并对接收到的总直流电压进行比例调节和积分调节后输出所述直轴电流期望值。

进一步的，还包括：通过一第三加法器分别接收所述直轴电流叠加值和所述整流器反馈回的直轴电流反馈值，并将所述直轴电流叠加值和所述直轴电流反馈值相叠加后输出一总直轴电流。

进一步的，还包括：通过一第二比例积分控制器接收所述总直轴电流，并对所述总直轴电流进行比例调节和积分调节后输出一总直轴电压。

进一步的，还包括：通过一第四加法器接收所述总直轴电压，并将所述总直轴电压、所述交轴解藕补偿项及所述电网电压扰动前馈直轴补偿项相叠加后输出所述变换器交流侧直轴参考电压。

进一步的，还包括：通过一第五加法器分别接收所述交轴电流期望值和所述整流器反馈回的交轴电流反馈值，并将所述交轴电流期望值和所述交轴电流反馈值相叠加后输出一总交轴电流。

进一步的，还包括：通过一第三比例积分控制器接收所述总交轴电流，并对所述总交轴电流进行比例调节和积分调节后输出一总交轴电压。

进一步的，还包括：通过一第六加法器接收所述总交轴电压，并将所述总交轴电压、所述直轴解藕补偿项及所述电网电压扰动前馈交轴补偿项相叠加后输出所述变换器交流侧交轴参考电压。