[发明专利]一种基于惯量支撑的双向充电模块控制方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于惯量支撑的双向充电模块控制方法和系统，将在并网点通过锁相环计算得到的频率值与设定的频率参考值的作差结果输入高通滤波器，将得到的滤波结果给到第一PI控制器，经第一电流内环控制与调制模块调制输出第一调制信号给AC/DC变换器。同时，在将在并网点通过锁相环计算得到的频率值与设定的频率参考值的作差结果减去滤波结果，得到功率控制值，将功率控制值给到第二PI控制器，经第二电流内环控制与调制模块调制输出第二调制信号给DC/DC变换器。解决了现有技术为了实现惯量支撑功能，将双向充放电模块的控制策略从跟网型控制策略改造为构网型控制策略，存在改造难度大和经济性差的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种基于惯量支撑的双向充电模块控制方法和系统。

背景技术

在高比例可再生能源、高比例电力电子设备入网的背景下，电网将出现惯量与阻尼下降的特性。新能源分布式发电系统主要通过并网变换器接入电网，电力电子变换器的控制方式将决定电网特性。相比于传统火电机组，变换器提供的惯量有限，以电动汽车充电桩领域为例，随着电动汽车与快充技术的发展，直流充放电桩功率逐渐增大，大功率充电桩作为冲击性负荷，可能进一步降低系统局部微电网的惯量与阻尼特性。

电动汽车充电桩逐步呈现双向功率流动的趋势，充电桩通过并网变换器（双向充放电模块）实现与电网能量的交互，但传统并网变换器大多为跟网型控制策略，不具备惯量支撑功能。而传统并网变换器一般接入较为稳定的电网环境，无需采用构网型策略，为了实现惯量支撑功能，现有技术是将并网变换器的控制策略改造为采用构网型控制策略，设备改造难度较大，单纯为了使并网变换器具有惯量支撑功能而进行整个控制策略的改造是不划算的，经济性差。

发明内容

本发明提供了一种基于惯量支撑的双向充电模块控制方法和系统，用于解决现有技术为了实现惯量支撑功能，将双向充放电模块的控制策略从跟网型控制策略改造为构网型控制策略，存在改造难度大和经济性差的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种双向充放电模块的惯量支撑控制方法，应用于在AC/DC变换器与DC/DC变换器直流侧并联中间级储能元件的双向充放电模块，包括：

将在并网点通过锁相环计算得到的频率值与设定的频率参考值的作差结果输入高通滤波器，得到滤波结果；

将中间级直流电压设定值减去滤波结果和中间级直流电压测量值后输入第一PI控制器，得到第一PI控制器输出的第一电流内环d轴控制参考值；

获取电流内环q轴控制参考值；

将电流内环q轴控制参考值和第一电流内环d轴控制参考值输入第一电流内环控制与调制模块，得到第一调制信号，将第一调制信号输出给AC/DC变换器；

将在并网点通过锁相环计算得到的频率值与设定的频率参考值的作差结果减去滤波结果，得到功率控制值；

将功率控制值叠加上接入点有功功率设置值与接入点有功功率测量值的差值，将叠加结果输出第二PI控制器，得到第二PI控制器输出的第二电流内环d轴控制参考值；

将第二电流内环d轴控制参考值输入第二电流内环控制与调制模块，得到第二调制信号，将第二调制信号输出给DC/DC变换器。

可选地，当不需要无功补偿时，电流内环q轴控制参考值为0。

可选地，获取电流内环q轴控制参考值，包括：

将接入点无功功率设置值与接入点无功功率测量值的差值输入第三PI控制器，得到电流内环q轴控制参考值。

可选地，中间级储能元件为支撑电容或超级电容或储能电池。

可选地，设定的频率参考值为并网点所接入交流系统的稳态频率值。