[发明专利]一种基于解耦控制的电能路由器高压交流端口多功能形态实现方法

权利要求书

1.一种基于解耦控制的电能路由器EER的高压交流HVAC端口的多功能形态实现方法，其特征在于：基于对三相平均有功功率和HVAC端口电流的解耦控制，在电能路由器EER的HVAC端口同时实现有功功率跟随、无功功率补偿及谐波治理三重功能形态，该方法包括：

(1)功率外环控制过程：在电网电压或端口有功负荷不平衡条件下，对HVAC端口的输入瞬时有功功率进行正序和负序解耦，依据解耦后的平均有功功率分量在a、b、c三相的分布规律，通过向HVAC端口注入基波负序电流实现各相平均有功功率独立控制，通过向HVAC端口注入基波正序电流对三相总的输入平均有功功率进行稳定控制，考虑负序无功分量，实现无功功率补偿控制，具体包括以下步骤：

第一步：根据HVAC端口电流基波负序分量的实测值和电网电压基波负序分量的实测值和计算出负序无功功率分量公式如下：

第二步：根据无功功率设定值和所述负序无功功率分量计算出正序无功功率分量参考值公式如下：

第三步：按照公式计算出所需注入的基波正序无功电流分量该电流分量即为电流内环控制中的基波正序无功电流参考值；

(2)电流内环控制过程：在正序dq旋转坐标系下，对HVAC端口电流基波正序分量和高次谐波分量进行统一控制，实现谐波治理功能，具体包括如下步骤：

第一步：计算正序电流控制环参考值，为补偿网侧负载谐波电流矢量i_lh，使系统电流矢量i_s不含高次谐波电流分量，实现谐波治理功能，对HVAC端口电流合成矢量i_bh进行统一控制，该HVAC端口电流合成矢量i_bh为HVAC端口电流基波正序矢量i⁺和HVAC端口电流高次谐波矢量i^th之和；HVAC端口电流合成矢量i_bh的正序d轴和正序q轴分量的参考值为：其中，为基波正序有功电流分量，和为网侧负载电流i_l的高次谐波矢量i_lh在正序d轴和正序q轴的分量的实测值；

第二步：计算合成矢量参考值与实测值的误差值，即和将该误差值作为正序电流控制器的输入值，其中，为PI控制器，为多个矢量PI控制器之和，即

第三步：计算正序电流控制器的输出值与电网电压合成矢量u_sbh的正序d轴和正序q轴分量的实测值之和，上述电网电压合成矢量u_sbh是电网电压基波正序矢量和电网电压高次谐波矢量之和，即该的值即为HVAC端口桥臂电压的正序参考值；

在负序dq旋转坐标系下，对HVAC端口电流基波负序分量进行控制。

2.根据权利要求1所述一种基于解耦控制的电能路由器EER的高压交流端口HVAC的多功能形态实现方法，其中，在功率外环控制过程中，所述对三相总的输入平均有功功率进行稳定控制的方法，是通过向HVAC端口注入基波正序电流实现所述HVAC端口三相总的输入平均有功功率和所述HVAC端口所带三相总的有功负荷平衡，从而控制所述HVAC端口的三相平均直流母线电压，使其与设定的参考电压相等，该进行稳定控制的方法包括以下步骤：

第一步：计算所述参考电压与所述三相平均直流母线电压的实测值的误差值，即将该误差值作为PI控制器PI_udc的输入，PI控制器PI_udc的输出值为三相总的输入平均有功功率参考值

第二步：根据所述三相总的输入平均有功功率参考值按照如下公式计算出所需注入的基波正序有功电流分量该电流分量即为所述电流内环控制过程的基波正序有功电流参考值，

其中，为电网电压基波正序分量的实测值。

3.根据权利要求2所述一种基于解耦控制的电能路由器EER的高压交流端口HVAC的多功能形态实现方法，其中，在功率外环控制过程中，实现各相平均有功功率独立控制的方法，是通过向HVAC端口注入基波负序电流对所述HVAC端口各相平均有功功率进行单独控制，保证在三相电网电压不平衡或所述HVAC端口相间所带有功负荷不平衡时，所述HVAC端口的三相直流母线电压相互均衡，所述独立控制的方法包括以下步骤：

第一步：计算所述参考电压与第m相模块平均直流母线电压的实测值的误差值，即将该误差值作为PI控制器PI_cluster的输入，PI控制器PI_cluster的输出值为第m相平均有功功率偏差值其中m＝a，b或c；

第二步：计算所述HVAC端口电流基波正序分量实测值和电网电压基波负序分量实测值和产生的平均有功分量公式如下：

第三步：计算所述HVAC端口电流基波负序分量和电网电压基波正序分量产生的平均有功功率参考矢量，公式如下：

第四步：根据所述平均有功功率参考矢量按照如下公式计算出所需注入的基波负序电流分量和该电流分量即为所述电流内环控制中的基波负序电流参考值，