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专利号: 2021106549845
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-08-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有自主同步电网以及输出电流限幅功能的LCL型并网变换器的新型电压源控制方法,其特征在于,所述方法基于LCL型并网变换器结构并采用并网变换器新型电压源控制系统进行控制,所述并网变换器新型电压源控制系统包含直流电压环路、无功功率控制外环、滤波电容电压中环以及并网电流内环;

所述电压源控制方法包括以下步骤:

(1)在直流电压控制环路中,将直流电压的实际值udc除以直流电压的参考值udcref后,经过一个增益为ωBg的积分器,其输出为θ;θ为三相电流i1abc、三相电容电压uCabc变换为旋转dq坐标系下电流i1d、i1q与电压uCq、uCd的相位;同时,θ也作为将旋转dq坐标系下调制电压变换到三相静止坐标系下调制电压的相位;

(2)在无功功率控制外环中,并网变换器输出无功功率的参考值Qgref与反馈值Qg之差经过PI调节器,其输出加上滤波电容电压的初始值Ut0作为旋转dq坐标系下滤波电容电压d轴分量的参考值uCdref;旋转dq坐标系下滤波电容电压q轴分量的参考值uCqref为零;

(3)在滤波电容电压控制环路中,滤波电容电压d轴分量的参考值uCdref与反馈值uCd之差经过PI调节器,其输出为输出电流d轴分量的参考值i1dref;滤波电容电压q轴分量的参考值uCqref与反馈值uCq之差经过PI调节器,其输出为输出电流q轴分量的参考值i1qref;

(4)在并网电流控制环路中,输出电流d轴分量的参考值i1dref与输出电流d轴分量的反馈值i1d之差经过PI调节器,其输出为并网变换器调制电压的d轴分量;输出电流q轴分量的参考值i1qref与输出电流q轴分量的反馈值i1q之差经过PI调节器,其输出为并网变换器调制电压的q轴分量;并网变换器调制电压的d轴、q轴分量经过旋转坐标变换器及直流电压控制环路所输出的θ,变换到静止abc坐标系用于正弦脉宽调制(SPWM)。

2.根据权利要求1所述的一种具有自主同步电网以及输出电流限幅功能的LCL型并网变换器的新型电压源控制方法,其特征在于,所述滤波电容电压中环的d轴、q轴PI调节器的控制参数相同,并网电流内环d轴、q轴PI调节器的控制参数也相同。

3.根据权利要求1所述的一种具有自主同步电网以及输出电流限幅功能的LCL型并网变换器的新型电压源控制方法,其特征在于,为了增强并网变换器的运行稳定性,在滤波电容d轴电压的参考值上叠加一个镇定控制器。

4.根据权利要求3所述的一种具有自主同步电网以及输出电流限幅功能的LCL型并网变换器的新型电压源控制方法,其特征在于,在镇定控制器中,变换器直流电压的反馈值经过镇定控制器的传递函数,其输出叠加到无功功率环的输出上作为滤波电容电压d轴分量的参考值;镇定控制器的传递函数表达式为:其中:s为拉普拉斯算子,kq为镇定控制器增益,T为镇定控制器的时间常数,udcref为直流电压的参考值。

5.根据权利要求4所述的一种具有自主同步电网以及输出电流限幅功能的LCL型并网变换器的新型电压源控制方法,其特征在于,在镇定控制器中,为了抑制变换器频率为ωsrad/s的潜在振荡,设计镇定控制器的时间常数T时须满足以下条件:T>3/2ωs。

6.根据权利要求1所述的一种具有自主同步电网以及输出电流限幅功能的LCL型并网变换器的新型电压源控制方法,其特征在于,所述步骤(1)中,ωBg的值为314.16rad/s。