[发明专利]超级电容储能高电压穿越控制系统

权利要求书

1.超级电容储能高电压穿越控制系统，其特征在于，包括：超级电容储能换流器电压、有功控制单元(1)，超级电容储能换流器电流控制单元(2)，以及超级电容储能换流器驱动单元(3)；

所述超级电容储能换流器电压、有功控制单元(1)作为控制外环，输出电压偏差信号和功率偏差信号至所述超级电容储能换流器电流控制单元(2)，所述超级电容储能换流器电流控制单元(2)输出电流偏差信号至超级电容储能换流器驱动单元(3)，实现超级电容储能高电压穿越控制。

2.根据权利要求1所述的超级电容储能高电压穿越控制系统，其特征在于，所述超级电容储能换流器电压、有功控制单元(1)包括：直流电压偏差计算环节(1-1)、有功功率通道选择环节(1-2)和有功功率偏差计算环节(1-3)；

所述直流电压偏差计算环节(1-1)，计算超级电容换流器直流侧电压参考值与直流侧电压U_dc差值，表示为：所述有功功率通道选择环节(1-2)分为两种运行模式：稳态运行和HVRT运行模式，当稳态运行时选择上通道选通，超级电容控制系统将P_SC^*作为功率前馈控制输入参考值，平抑新能源电源输出有功功率波动，当检测到直流母线电压暂态上升，超级电容换流器切换为HVRT运行模式，此时选择下通道选通，-P_N作为功率前馈控制输入参考值，使超级电容最大程度吸收直流侧多余功率，抑制直流母线过电压，故障恢复后超级电容系统将已存储能力释放至初始状态；所述有功功率偏差计算环节(1-3)，计算所述有功功率通道选择环节(1-2)输出有功功率参考值P_SC^*与超级电容输出功率实际值差值，表示为：ΔP_SC＝P_SC^*-P_SC。

3.根据权利要求2所述的超级电容储能高电压穿越控制系统，其特征在于，当检测到直流母线电压暂态上升，即超过额定值3％。

4.根据权利要求2所述的超级电容储能高电压穿越控制系统，其特征在于，所述超级电容储能换流器无功功率控制单元(2)包括：超级电容输出电流参考值PI计算环节(2-1)、超级电容充放电电流限幅环节(2-2)、功率前馈控制反馈电流参考值计算环节(2-3)和超级电容输出电流计算环节(2-4)；

所述超级电容输出电流参考值PI计算环节(2-1)得到的超级电容输出电流参考值通过所述超级电容充放电电流限幅环节(2-2)，将超级电容输出电流参考值限值在安全范围内，i_Cmax为超级电容充放电电流上限；将所述有功功率偏差计算环节(1-3)得到的有功功率偏差ΔP_SC通过所述功率前馈控制反馈电流参考值计算环节(2-3)，得到功率前馈控制反馈电流考值i_SCf^*；将所述功率前馈控制反馈电流参考值计算环节(2-3)得到的功率前馈控制反馈电流考值i_SCf^*与所述超级电容充放电电流限幅环节(2-2)得到的超级电容输出电流参考值及超级电容输出电流实际值i_SC，通过所述超级电容输出电流计算环节(2-4)，得到超级电容输出电流偏差信号Δi_SC，表示为

5.根据权利要求4所述的超级电容储能高电压穿越控制系统，其特征在于，超级电容输出电流参考值表示为：其中：K_UP和K_UI分别为超级电容输出电流参考值PI控制中的比例调节系数和积分调节系数，ΔU_dc为直流电压偏差。

6.根据权利要求4所述的超级电容储能高电压穿越控制系统，其特征在于，功率前馈控制反馈电流考值i_SCf^*表示为：其中：U_SC为超级电容端电压。