[发明专利]与并网转换器的控制有关的方法以及转换器

说明书

本公开涉及与并网转换器的控制有关的方法以及转换器。该控制包括形成转换器的电流基准，将电流基准馈送到电流控制器以产生转换器的电压基准。该方法包括对所产生的电压基准或转换器的测量输出电压进行高通滤波，并且利用经高通滤波的电压基准或转换器的测量输出电压来修改电流基准。

技术领域

本发明涉及并网转换器的控制，并且具体地涉及具有改进性能的矢量控制。

背景技术

电压源转换器广泛地用于电力系统，以将可再生能源连接到公用电网。当转换器用长传输线连接时，公用电网变弱或者甚至非常弱。电网的强度可以通过电网的短路比(SCR)来限定。SCR是电网阻抗的倒数。SCR<2的电网被认为是非常弱。由于电网阻抗的广泛变化，转换器引入了不稳定性问题。因此，使用传统技术对转换器的控制变得非常困难。

矢量控制方案广泛地用于控制电压源转换器。快速内部电流控制器用于实现根据功率方程和功率基准产生的电流基准。测量公共耦合点(PCC)处的电网电压，并且使用锁相环(PLL)跟踪公共耦合点的角度。同步参考系遵循根据PLL获得的该角度。另外，由于PCC电压依赖于电网电流，在弱电网情况下有功功率与无功功率之间存在强耦合。因此，系统可能变得不稳定。

在文献中已经引入了各种控制方法，以便改进弱电网情况下电压源转换器的操作。PLL和外环控制器的重新调谐是典型的解决方案。然而，控制器的重新调谐需要电网阻抗的信息，该信息通常是未知的和时变的。另外，控制方案应该对电网强度具有鲁棒性，即无论电网强度如何都可以使用相同的控制器调谐。

发明内容

本发明的目的是提供用于克服上述问题的方法和用于实现该方法的装置。本发明的目的通过具有在独立权利要求中陈述的特征的方法以及装置来实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施方式。

本发明基于使用来自转换器的输出电压的反馈来修改电流基准的思想。优选地，通过修改有功功率基准或者有功功率基准连同无功功率基准来修改电流基准。替选地，可以使用来自输出电压的反馈直接修改电流基准。

转换器的输出电压优选地是输出电压基准。输出电压经过高通滤波，以及经高通滤波的输出电压被用于修改影响电流的基准值的分量。

本发明的方法和装置的优点是在控制中不需要关于电网阻抗的信息。此外，无需重新调谐控制器或锁相环而获得鲁棒性的控制方法。

附图说明

在下文中，将参照所附的(伴随的)图借助优选实施方式更详细地描述本发明，在附图中，

图1和2示出了本发明的矢量控制的实施方式。

具体实施方式

图1示出了与被连接以向电网馈电的转换器有关的本发明的实施方式。转换器11被示为DC至AC转换器，其中DC电力P_dc被馈送到DC侧。滤波器12连接到转换器的输出，并且输电网络被示为具有阻抗L_g的交流电压e_g。输电网络的阻抗可以是电感性的、电阻性的、电容性的或这些的组合。滤波器例如可以是L滤波器、LC滤波器或LCL滤波器。

图1还示出了测量转换器的相电流i_ca、i_cb、i_cc，以及测量公共耦合点(PCC)处的电网电压。图1示出了两个电压测量u_g,ab、u_g,bc，并且测量的电网电压通过低通滤波器13馈送到锁相环(PLL)以获得电压角度的估计。该示例的锁相环还具有坐标变换块14，其中电压的三相值被以众所周知的方式转至两相分量。这两个相分量通常被称为直接分量(directcomponent)和正交分量(quadrature component)，并且这些分量在dq参考系中形成电网电压矢量u_g。锁相环是众所周知的，并且图1示出了锁相环的一种可能的实现方式。