[发明专利]背靠背变流器的控制方法及系统

说明书

本发明属于电力电子控制领域，提供了一种背靠背变流器的控制方法及系统。其中，背靠背变流器的控制方法包括采用模型预测直接电流控制策略跟踪电网侧变流器的内环电流；采用电流闭环控制策略跟踪控制负载侧变流器的负载电流；当负载突变时，将负载功率通过负载功率前馈控制策略前馈至电网侧变流器的电流内环，以维持电网侧变流器和负载侧变流器的功率协调控制。

技术领域

本发明属于电力电子控制领域，尤其涉及一种背靠背变流器的控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

配电网作为从电网侧到用户侧的关键环节，随着各种分布式能源和电动汽车等负荷的增多，对配电网的要求也越来越高，以使得各种分布式能源能够最大程度上发挥各自的效用，提升电网的稳定性和用户侧供电的可靠性。

然而，针对配电网的灵活调度和控制方面，相关技术和装备仍然比较匮乏，现有的技术装备往往不能满足现实要求。例如，目前主要采用的有对弱网侧的直接调度和对电容器、断路器、有载调压变压器等辅助装置的调节控制，但都存在一些问题。就直接调度来看，因为弱网侧分布式能源往往不易控或不能控，且和电网调度中心缺少有效联系，直接调度的效率满足不了电网运行的需求。而各种辅助装置的调节能力有限，无法满足快速及时的能量交换。同时，发明人发现，以上设备及方法难以抑制各种分布式能源的随机波动性、电动汽车等不确定负荷的冲击性及电网故障等因素影响，增加了配电网发生故障的风险，甚至造成调控装备的损坏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种背靠背变流器的控制方法及系统，其可以实现电网侧和弱网侧能量的双向流动和灵活控制，同时具有故障隔离、无功补偿的功能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种背靠背变流器的控制方法。

一种背靠背变流器的控制方法，包括：

采用模型预测直接电流控制策略跟踪电网侧变流器的内环电流；

采用电流闭环控制策略跟踪控制负载侧变流器的负载电流；

当负载突变时，将负载功率通过负载功率前馈控制策略前馈至电网侧变流器的电流内环，以维持电网侧变流器和负载侧变流器的功率协调控制。

进一步地，在跟踪电网侧变流器的内环电流的过程中，电流内环的给定值为：在电网故障时，根据电网侧变流器传递的总有功功率得到低谐波正弦化的电流参考值。

进一步地，电网侧变流器传递的总有功功率由直流母线电压稳定电容上存储的有功功率与负载侧的有功功率叠加得到，直流母线电压稳定电容上存储的有功功率采用模型预测控制电网侧变流器的电压外环得到。

上述技术方案的优点在于，电压外环采用模型预测控制，根据电容电压模型，得到维持直流母线电压稳定电容上存储的有功功率，负载侧的有功功率与电容上的有功功率相加得到变换器#1传递的总有功功率。在电网故障时，根据该总有功功率得到低谐波正弦化的电流参考值。该参考值作为电流内环的给定值。采用模型预测控制实现内环电流的跟踪控制，具有快速无超调特性，实现电网故障时的快速响应。

进一步地，采用电流闭环控制策略跟踪控制负载侧变流器的负载电流的过程为：将负载侧变流器的实际三相电流进行坐标变换，与给定的dq坐标系中的参考电流作差，差值送给PI控制器，PI控制器用于实现电流的无静差控制；PI控制器的输出送到SPWM调制模块，用于控制开关管的通断。

上述技术方案的优点在于，实现电流的无静差跟踪控制，可根据负载侧功率的变化改变功率流向，提高了新能源消纳能力及系统效率。

本发明的第二方面提供一种背靠背变流器的控制系统。

一种背靠背变流器的控制系统，包括：