[发明专利]阻抗隔离型中压供电质量提升系统的负载电压控制方法

说明书

一种阻抗隔离型中压供电质量提升系统的负载电压控制方法，包括：以定负载电压和有功功率控制为目标，将电网频率和逆变器输出有功功率经有功功率控制输出为所述负载电压控制的参考相角θ_ref，θ_ref为升压变压器高压侧电气量的dq变换相角；再将额定负载电压作为电压外环控制的参考电压，电压外环控制的输出作为电流内环控制的参考电流，并在电流内环控制的输出中叠加谐振抑制控制，同时叠加电压优化控制的补偿量和解耦量，最后得到逆变器参考调制电压；逆变器并网稳态运行时输出有功功率为0，而在离网时保证负载功率要求。在兆瓦级负载功率变化和电网扰动时，本发明能够实时保持高质量负载电压输出和功率支撑，且有效提升系统稳定性。

技术领域

本公开涉及电力电子领域，更具体地是指一种阻抗隔离型中压供电质量提升系统的负载电压控制方法，用以综合提升高敏感、大容量用户的供电质量。

背景技术

近年来，配电网源网荷的多元化趋势使供电质量问题从单一指标向综合事件发展，以半导体、精密制造、数据中心等为典型代表的高敏感、大容量用户对实现多类型供电质量综合治理的需求日趋强烈，供电质量提升技术呈现出由单一、分散、低压向综合、集中、中高压演进趋势。在现有的中压供电质量综合提升系统中，ABB公司推出的中压UPS产品(三相系统)以其能综合治理电能质量问题、输出功率高、运行损耗小等优点被广泛关注，该方案基于隔离阻抗和逆变器拓扑，实现了兆瓦级额定功率，但对其运行控制的现有研究较少。

基于上述拓扑，对一种阻抗隔离型中压供电质量综合提升系统(以下统称“系统”)的负载电压控制进行研究。区别于传统微网逆变器，系统中控制目标为升压变压器高压侧负载电压，当电网电压发生大幅扰动或负载功率宽范围变化等暂态过程时，导致升压变压器电流发生大幅变化，而常规电压电流双闭环控制难以实时优化升压变压器电流经升压变压器漏感对负载电压的影响，系统电压控制响应速度慢，进而造成负载电压跌落或骤升过多，甚至不能满足敏感负载电能质量要求。

因此，有必要结合系统数学模型，提出一种阻抗隔离型中压供电质量综合提升系统并网和离网运行的负载电压控制方法，以改进常规的电压电流双闭环控制，综合提升系统输出的负载电压质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻抗隔离型中压供电质量提升系统的负载电压控制方法，可以综合提升高敏感、大容量用户的供电质量。

本发明实现上述功能的技术方案如下：

一种阻抗隔离型中压供电质量提升系统的负载电压控制方法，所述负载电压控制的目标为定负载电压和定有功功率控制，控制方法包括有功功率控制、电压电流双闭环控制、谐振抑制控制和电压优化控制，所述方法包括以下步骤：

步骤1：将电网频率和逆变器输出有功功率输入有功功率控制中，输出为所述负载电压控制的参考相角θ_ref，其中，θ_ref作为升压变压器高压侧电气量的dq变换相角；

步骤2：将倍的负载电压有效值和0分别作为电压电流双闭环控制中电压外环控制的d轴和q轴输入量；将电压外环控制的d轴和q轴输出量分别作为电流内环控制的d轴和q轴参考电流，并在电流内环控制的d轴和q轴输出量中分别叠加谐振抑制控制的d轴和q轴分量；

步骤3：采集升压变压器电流并经dq变换，所述升压变压器电流的d轴和q轴分量分别经电压优化控制的补偿量后叠加至电流内环控制的d轴和q轴输出量中，所述升压变压器电流的q轴和d轴分量分别经电压优化控制的解耦量后叠加至电流内环控制的d轴和q轴输出量中；

步骤4：电流内环控制的d轴和q轴输出量经步骤2和3的叠加后，再经dq反变换作为所述逆变器参考调制电压。

进一步的，所述定负载电压为保证升压变压器高压侧负载电压有效值的稳定，其中，所述负载电压有效值的参考值可以选取为负载端额定电压、或者为经电压限幅器后的电网电压有效值，所述电压限幅器具有满足负载运行要求的电压上限值和下限值。