[发明专利]基于双向功率变换器的直流配电网低频振荡抑制方法

权利要求书

1.一种基于双向功率变换器的直流配电网低频振荡抑制方法，包括如下步骤：

S1. 获取直流配电网的运行参数；

S2. 根据步骤S1获取的运行参数，判定系统是否稳定：

若判定系统不稳定，则继续后续步骤；

若判定系统稳定，则算法结束；

S3. 构建低频振荡抑制模块；具体包括如下步骤：

低频振荡模块的输入为双向功率变换器直流侧输出电流；

低频振荡模块包括依次串接的低通滤波器、高通滤波器和比例放大器；

低通滤波器为一阶低通滤波器；高通滤波器为一阶高通滤波器；

S4. 对步骤S3构建的低频振荡抑制模块的模块参数进行整定；具体包括如下步骤：

a. 将双向功率变换器直流侧输出电流i_dc通过一阶低通滤波器得到第一电流分量i_dcf1；

采用如下算式作为一阶低通滤波器的传递函数：

式中为一阶低通滤波器的带宽，且；f_lpf为设定的一阶低通滤波器的截止频率；

对应的第一电流分量i_dcf1在第k个控制周期的表达式为：

式中T_s为采样周期；

b. 将步骤a得到的第一电流分量i_dcf1通过一阶高通滤波器得到第二电流分量i_dcf2；

采用如下算式作为一阶高通滤波器的传递函数：

式中为一阶高通滤波器的带宽，且；f_hpf为需要整定的一阶高通滤波器的截止频率；

对应的第二电流分量i_dcf2在第k个控制周期的表达式为：

式中T_s为采样周期；

c. 将步骤b得到的第二电流分量i_dcf2经过比例放大器得到第三电流分量i_dcf3；其中比例放大器的参数k_damp需要整定；

d. 将构建的低频振荡抑制模块加入双向功率变换器的电流内环；整定开始前，设定一阶高通滤波器的截止频率f_hpf的初始值为2f_cro，比例放大器的参数k_damp的初始值为0；

e. 固定一阶高通滤波器的截止频率f_hpf为初始值；将比例放大器的参数k_damp，以设定的比例增益调整步长，从初始值增加至比例增益上限值；

在比例放大器的参数增大的过程中，获取加入低频振荡抑制模块后，在双向功率变换器的阻抗所对应的幅值曲线和直流配电网侧的阻抗所对应的幅值曲线的交点所对应的频率f_cro1处的相位差值pha_diff1；

f. 对步骤e获取的相位差值pha_diff1进行判断：

若，则判定参数整定完成；

否则，将一阶高通滤波器的截止频率f_hpf减去设定的截止频率调整步长，并将得到的新的一阶高通滤波器的截止频率作为新的一阶高通滤波器的截止频率的初始值；

g. 重复步骤e~步骤f进行参数整定，并进行如下判断：

若参数整定完成，则以当前的高通滤波器的截止频率f_hpf和比例放大器的参数k_damp作为最终的低频振荡抑制模块的参数；参数整定过程结束；

若一阶高通滤波器的截止频率的初始值大于0，则继续进行参数整定；

若一阶高通滤波器的截止频率的初始值等于0且参数整定未完成，则认定参数整定过程失败，算法结束并报警；

S5. 获取双向功率变换器直流侧输出电流，并输入到整定完成后的低频振荡抑制模块，得到直流配电网原始补偿电流；

S6. 将步骤S5得到的直流配电网原始补偿电流进行限幅，得到直流配电网补偿电流；

S7. 将步骤S6得到的直流配电网补偿电流叠加至双向功率变换器的电流内环，从而完成基于双向功率变换器的直流配电网低频振荡抑制。