[发明专利]一种变流器控制装置

说明书

本发明公开了一种变流器控制装置，由于电网条件的不确定性，并网变流器在接入不同电网条件时可能会由于阻抗不匹配(弱电网)而导致变流器入网电流谐波放大、功率波动、变流器不稳定等问题，危及变流器安全、缩短变流器寿命，必须要保证变流器在不同电网条件下的输出阻抗与电网阻抗的匹配来减小变流器与电网的相互影响。本发明采用在变流器的并网滤波电容支路串联一组有源功率变换装置的策略，通过结合公共端(PCC端)电网电压单位前馈控制和该有源装置，从而消除电网阻抗和网侧谐波分量，实现对电网的完全解耦。

技术领域

本发明属于交流和直流电网中变流器控制技术领域，具体涉及一种适合于基于LCL型滤波器输出的新能源分布式并网变流器的电网解耦控制装置及方法。

背景技术

随着全球能源危机与环境压力的增加，新能源分布式发电技术备受瞩目。新能源分布式发电系统通常由多个并网功率变流器将可再生能源转换为交流或直流并入电网。当电网的内阻为零或几乎为零时，注入电网的电流几乎不会对电网电压造成影响，这种电网通常被称之为强电网；当电网的内阻不可忽略时，电网电压会随着注入电网的电流值的变化而变化，并网变流器的输出阻抗与电网内阻不匹配时甚至会危及到系统的安全，这种电网可以称之为相对弱电网。由于电网条件的未知性，变流器的控制器需要能够兼容不同的电网工况，即变流器的输出阻抗需要匹配不同的电网阻抗，这给变流器的控制器设计带来了困难，尤其是基于LCL型滤波器输出的变流器的控制器设计。当并联在电网公共端的并网变流器数量增加时，这种困难随之增加，严重时甚至威胁到电网的安全稳定运行。目前大多数的研究仍聚焦在通过建立特定的分布式并网发电系统的数学模型来提出相应的控制方法和利用谐波的注入等对电网阻抗进行预测，对于物理实现并网变流器与电网的完全解耦方法还缺乏报道。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种适合于基于LCL型滤波器输出的新能源分布式并网变流器的电网解耦控制装置，通过结合公共端电网电压单位前馈控制和串联于并网滤波电容支路的有源功率变换装置来消除电网阻抗和实现入网电流谐波的有效抑制。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明是一种变流器控制装置，包括公共端电网电压单位前馈控制单元和串联于变流器并网滤波电容支路的有源功率变换装置；

所述的公共端电网电压单位前馈控制单元的输出端、变流器电流控制单元的输出端与脉宽调制器的信号输入端连接；公共端电网电压单位前馈控制单元的输出信号与变流器电流控制单元的输出信号相叠加，叠加信号经由脉宽调制器转换为驱动变流器半导体开关管的PWM信号；

所述的串联于变流器并网滤波电容支路的有源功率变换装置的直流端与直流电压源或储能电容相连接，该装置的交流端串联于变流器的并网滤波电容支路；

所述的公共端电网电压单位前馈控制和有源功率变换装置需同时作用于变流器的输出，从而实现对电网的完全解耦。

作为优选，所述的有源功率变换装置为一种双向功率变换器。

作为优选，所述的有源功率变换装置为一种功率放大器。

所述的双向功率变换器的控制方法，具体包括如下步骤：

步骤1.检测公共端电网电压v_pcc，通过锁相环(PLL)得到电网电压的角频率ω₀和相位；

步骤2.设定数字陷波器的中心频率为电网电压的角频率ω₀，带宽为ω_b，v_pcc经数字陷波器进行滤波，剔除v_pcc中的工频成分，得到v_pcc,h；