[发明专利]变换器系统的阻尼装置和阻尼方法

说明书

本公开涉及一种变换器系统的阻尼装置，其补偿被传输到变换器的输入参考电压来抑制在变换器的输出端和系统之间连接的谐波滤波器的输出电流，包括：参考电压补偿单元，其被配置为使用被包括在谐波滤波器中的电感器的电感之间的比率来补偿输入参考电压；电容器电压值补偿单元，其被配置为使用电感器的电感之间的比率来补偿被包括在谐波滤波器中的电容器的电压值；以及参考电压生成单元，其被配置为通过从补偿的输入参考电压减去电容器的补偿的电压值来生成最终参考电压。

技术领域

本公开涉及变换器系统的阻尼装置和阻尼方法，并且更特别地，涉及变换器系统的阻尼装置和阻尼方法，其使用被包括在谐波滤波器中的电感器的电感之间的比率来补偿被递送到变换器的输入参考电压以及被包括在谐波滤波器中的电容器的电压值。进一步地，本公开涉及变换器系统的阻尼装置和阻尼方法，其通过从补偿输入参考电压减去补偿电容器电压值并且生成最终参考电压来执行变换器系统的阻尼操作，从而控制变换器。

背景技术

并网变换器(grid-connected converter)是一种装置，其从三相交流(AC)系统电压形成被称作为系统电压DC链路的电容器处的直流(DC)电压，并且是被广泛应用于再生电机驱动驱动器、并网风力发电机等的组件。特别地，在并网变换器中，发电机或电动机的逆变器使用DC链路电压来生成AC电压的振幅和频率以达到控制目的。

这样的并网变换器需要谐波滤波器以便通过为电压合成方法的脉冲宽度调制(PWM)来有效地限制开关频带的电流谐波。一般地，为了最小化滤波器的尺寸，并网变换器通常采用电感器-电容器-电感器(LCL)滤波器，其中两个电感器和单个电容器相互耦接。

图1是示出了根据被输入到LCL滤波器的电流的频率的输出电流的图。

如图1所示，LCL滤波器可以具有特征：其中LCL滤波器的阻抗在特定频率处变得很低，或共振现象可能发生在LCL滤波器中，其中共振现象是由于生成的电力的突然变化等而造成从LCL滤波器输出的电流偏离的现象。

由于这种特征和/或现象，当干扰例如自发电压的上升和下降发生在与并网变换器链接的系统电压处时，或发生操作条件的变化时，生成了LCL滤波器输入电压的阶梯变化。因此，增加了并网变换器的电流控制的不稳定性。

为了解决由于LCL滤波器而造成的并网变换器的不稳定性，已经提议了被动阻尼方法和主动阻尼方法。

被动阻尼方法将电阻器添加到LCL滤波器的电容器端来衰减共振现象，并且具有简单地衰减共振现象的优点。然而，被动阻尼方法具有缺点，其中由于电阻器的添加和这样的附加电阻器而造成变换器系统的尺寸和制造成本不必要地增加。此外，在变换器系统的性能方面，由于附加电阻元件而造成生成了损失，并且因此存在生成了滤波器的性能和效率退化的缺点。

另一方面，主动阻尼方法在没有有形损失的情况下通过修改电流控制器来虚拟实施电阻器，使得存在没有生成损失的优点。当虚拟实施电阻器时，这样的主动阻尼方法使用与在LCL滤波器的电容器处流动的电流有关的信息或与其电容器的电压有关的信息来执行主动阻尼。

在这一点上，使用与在LCL滤波器的电容器处流动的电流有关的信息的主动阻尼方法具有应该配置昂贵的电流传感器以便获得与电流有关的信息的缺点。另一方面，使用与LCL滤波器的电容器的电压有关的信息的主动阻尼方法具有使用了廉价的电压传感器的优点。然而，当使用与电压有关的信息来虚拟地实施电阻器时，这样的主动阻尼方法应该区分与电压有关的信息而不是与电流有关的信息，并且因此存在问题：当实施微分项时噪声分量被放大而导致难于确保控制稳定性。

发明内容

本公开的目的是针对通过使用被包括在谐波滤波器中的电感器的电感之间的比率而补偿被传输到变换器的输入参考电压以及被包括在谐波滤波器中的电容器的电压值、并且从补偿的输入参考电压减去补偿的电容器的电压值而生成最终参考电压，来防止发生在谐波滤波器处的共振现象。