一种逆变器的电流平衡控制方法及逆变器技术

技术编号:12577101 阅读:116 留言:0更新日期:2015-12-23 16:53
本发明专利技术提供一种年期的电流平衡控制方法及逆变器,通过测量光伏逆变器的输出电流的有效值的平均值与网侧电流有效值的差来估算在环路中需要补偿的负序分量d,q,然后把所述负序分量添加到控制环路里面,对电流的不平衡度进行调节,实现对电流的平衡控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种逆变器控制方法,具体地涉及一种逆变器的电流平衡控制方法及逆变器
技术介绍
随着并网逆变器技术的发展,由众多分布式并网发电单元构成或参与的小型微电网将成为一种可供选择的供电技术。但是因为电网容量及传输线阻抗的限制,其电网电压可能出现三相不平衡的状态。电压不平衡问题主要由于单相或非线性负载的不平衡分布所引起。因为不平衡状态下的零序电压成份不存在于三相三线系统中,而在三相四线系统亦可通过变压器中点不接地来消除零序电压成份的影响。所以,三相不平衡电压中的负序电压成份相对而言影响较大,会在用电负载中引起工作问题。一旦产生较大幅度的负序电压成份,电网将会对电机负载,电力电子变换器等用电系统造成影响,例如损耗加大、工作异常甚至停止运行。虽然一些并网用电系统通过从自身装置的控制改进出发以加强对电网电压不平衡的应对能力,但是很少有系统主动对电网电压不平衡进行补偿。近些年来,基于电力电子变换器的并网逆变器在小型电网中将起到一个较为重要的角色,不仅提供当地用电负载所需的电能,同时也参与对电能质量的改善。一种基于并网逆变器对网内电流谐波成份进行分布式补偿的方法被加入到并网发电系统的整体控制当中,但是没有考虑对负序电压的补偿。在电力系统中,电子变流装置运行时电压/电流不平衡是难免的。特别是在风电、光伏等变流器运行时,三相电压/电流低电压不平衡更是较为常见。这样不但相线有损耗,而且中性线也产生损耗,从而增加了电网线路的损耗。电流不平衡度越大,线损增量也越大。
技术实现思路
本专利技术的目的是:解决上述现有技术中存在的不足和问题,由于光伏逆变器本身三相之间的电路阻抗,和光伏逆变器到网侧传输线路的电路阻抗不相同,进而导致光伏逆变器三相电流稳态下不均衡,提出一种通过在光伏逆变器的控制软件内部增设不平衡控制环路,来抑制网侧AC的电流不平衡控制方法。本专利技术的技术方案:通过测量光伏逆变器的输出电流的有效值的平均值与网侧电流有效值的差来估算在环路中需要补偿的负序分量d,q,然后把所述负序分量添加到控制环路里面,对电流的不平衡度进行调节。实现对电流不平衡控制。本专利技术实施例提供一种逆变器的电流不平衡控制方法:其特征在于:所述方法包括: 步骤1:采样并分别计算逆变器的三相V、U、W的输出电流有效值Iv_rms、Iu_rms和Iw_rms并计算得到所述逆变器输出电流有效值的平均值I_rms_avg; 步骤2:分别计算所述逆变器V、U、W相的输出电流有效值与所述平均值的差值Iv_delta、Iu_delta和 Iw_delta:Iv—delta = Iv_rms -1_rms_avg;Iu—delta = Iu_rms -1_rms_avg;Iw—delta = Iw_rms -1_rms_avg; 步骤3:依据步骤2获得的所述差值,分别计算U、V、W相所需的补偿量Iu_comp、Iv_comp、_Iw_comp并进而计算补偿量负序d,q的值Vdn_comp和Vqn_comp,根据Vdn_comp和Vqn_comp对逆变器的电流进行平衡。优选的,所述步骤3中根据dn_comp和Vqn_comp对逆变器的电流进行平衡包括: 通过park逆变换把负序补偿量Vdn_comp和Vqn_comp分别变换为正序Alfa和Beta补偿量vsan和vsbn ; 将正、负序补偿量相加并将其和通过park逆变换转化为DQ分量,DQ分量计算得出一个代表三相控制信息的旋转矢量; 旋转矢量经SVPffM变换得出三相PffM控制指令,从而控制IGBT硬件电路。优选的,平均值I_rms_avg 为(Iv_rms+ Iu_rms+ Iw_rms)/3。优选的,当某一相的所述差值小于设定的第一阈值时,该相当次的补偿值为该相上次的补偿值加k ;当某一相的所述差值大于设定的第二阈值时,该相当次的补偿值为该相上次的补偿值减k ;当某一相的所述差值在第一阈值和第二阈值之间时,该相当次的补偿值与该相上次的补偿值相同;k为大于O的常数。优选的,第一阈值和第二阈值相同,为7A。优选的,上述补偿量d,q的值,Vdn_comp, Vqn_comp; 通过Vdn_comp = Iu_comp + Iv_comp* (-0.5) + _Iw_comp*(-0.5);Vqn_comp = Iv_comp*(_0.866) + Iw_comp*(0.866); 获得。进一步的,Iu_comp,Iv_comp,Iw_comp为 U, V,W 每一相的补偿值。本专利技术实施例提出一种将上述获得的补偿量,添加到控制环路里面,对电流的不平衡度进行调节的光伏逆变器。该逆变器包括IGBT电路、不平衡补偿器以及控制器; 所述不平衡补偿器用于采样并分别计算逆变器网侧的三相V、U、W的输出电流有效值Iv_rms、Iu_rms和Iw_rms并计算得到所述逆变器输出电流有效值的平均值I_rms_avg,分别计算所述逆变器V、U、W相的输出电流有效值与所述平均值的差值IV_delta、Iu_delta和Iw_delta ; 依据所述差值,分别计算U、V、W相所需的补偿量Iu_comp、Iv_comp、_Iw_comp并进而计算补偿量d,q的值Vdn_comp和Vqn_com ; 其中:Iv_delta = Iv_rms -1_rms_avg;Iu_delta = Iu_rms -1_rms_avg;Iw_delta = Iw_rms -1_rms_avg ; 所述控制器用于根据Vdn_comp和Vqn_comp对逆变器的电流进行平衡。优选的,所述控制器用于通过park逆变换把负序补偿量Vdn_comp和Vqn_comp分别变换为正序Alfa和Beta补偿量vsan和vsbn ;将正、负序补偿量相加并将其和通过park逆变换转化为DQ分量,DQ分量计算得出一个代表三相控制信息的旋转矢量并将旋转矢量经SVPffM变换得出三相PffM控制指令,从而控制IGBT硬件电路。优选的,所述不平衡补偿器用于当某一相的所述差值小于设定的第一阈值时,将该相当次的补偿值为该相上次的补偿值加k ;当某一相的所述差值大于设定的第二阈值时,将该相当次的补偿值为该相上次的补偿值减k ;当某一相的所述差值在第一阈值和第二阈值之间时,将该相当次的补偿值与该相上次的补偿值相同;k为大于O的常数。优选的,所述不平衡补偿器用于通过下列公式获取补偿量d,q的值Vdn_comp,和 Vqn_comp;Vdn_comp = Iu_comp + Iv_comp*(-0.5) + _Iw_comp*(-0.5);Vqn_comp = Iv_comp*(_0.866) + Iw_comp*(0.866)。上述逆变器为三相逆变器。有益效果 通过测量光伏逆变器的输出电流的有效值的平均值与网侧电流有效值的差来估算在环路中需要补偿的负序分量d,q,然后把所述负序分量添加到控制环路里面,对电流的不平衡度进行调节。实现对电流不平衡控制。【附图说明】图1为本专利技术实施例的电流的矢量图, 图2为本专利技术实施例的光伏逆变器的控制结构简化框图, 图3为本专利技术实施例的负序补偿算法的流程图, 图4为本专利技术实施例的光伏逆变器的控制环路示意图。【具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器的电流平衡控制方法,其特征在于:所述方法包括:步骤1 :采样并分别计算逆变器的三相V、U、W的输出电流有效值Iv_rms、Iu_rms和Iw_rms并计算得到所述逆变器输出电流有效值的平均值I_rms_avg;步骤2 :分别计算所述逆变器V、U、W相的输出电流有效值与所述平均值的差值Iv_delta、Iu_delta和Iw_delta:Iv_delta = Iv_rms – I_rms_avg;Iu_delta = Iu_rms – I_rms_avg;Iw_delta = Iw_rms – I_rms_avg;步骤3 :依据步骤2 获得的所述差值,分别计算U、V、W相所需的补偿量Iu_comp、 Iv_comp、_Iw_comp并进而计算补偿量负序d ,q 的值Vdn_comp和Vqn_comp,根据Vdn_comp和Vqn_comp对逆变器的电流进行平衡。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:梁珂铭王晓阳舒成维
申请(专利权)人:艾思玛新能源技术上海有限公司苏州高新区分公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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