混合微电网中双向AC/DC变换器谐波控制方法技术

本发明专利技术涉及一种混合微电网中双向AC/DC变换器谐波控制方法，其解决了现有混合微电网中双向AC/DC变换器谐波控制过程中，直流电压

【技术实现步骤摘要】
混合微电网中双向AC/DC变换器谐波控制方法


[0001]本专利技术涉及微电网中变换器能量双向流动、谐波电流检测与抑制
，具体而言，涉及一种混合微电网中双向AC/DC变换器谐波控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着智能电网进入全面建设阶段，一种同时兼备了交流微电网和直流微电网优势的交直流混合微电网系统被广泛研究。双向AC/DC变换器连接交直流母线，作为交直流子网间的重要传输媒介。在并网模式下，由于交流子网与大电网相连接，交流母线电压和频率由公共电网维持稳定，所以双向AC/DC变换器的作用是维持直流子网母线电压稳定和控制交直流子网间能量传输。理想工况下，采用直流电压-有功功率(u
dc-P)下垂控制，但是当直流母线电压在额定值附近波动，双向AC/DC变换器会出现频繁切换，造成损耗。非理想工况下，存在非线性负载会引起电流发生畸变，导致额外功率损耗，对并网设备干扰，造成微电网系统不稳定,严重影响电能质量，造成巨大的损失。所以需要结合FBD谐波检测方法，精确检测谐波，进行抑制和补偿。现有技术的FBD方法，锁相环和低通滤波器的局限性限制了控制策略抑制谐波电流的精度，负序基频分量影响和电压电流畸变时锁相不精确。此外，低通滤波器截止频率不能兼顾FBD谐波电流检测方法检测精度和相应速度问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术就是为了解决现有混合微电网中双向AC/DC变换器谐波控制过程中，直流电压-有功功率下垂控制直流母线电压在额定值波动，造成双向AC/DC变换器状态频繁切换，负序基频分量影响和电压电流畸变时锁相不精确，低通滤波器截止频率不能兼顾FBD谐波电流检测方法检测精度和相应速度问题的技术问题，提供了一种能够在非线性负载条件下实现能量稳定传输的混合微电网中双向AC/DC变换器谐波控制方法。
[0004]本专利技术提供的混合微电网中双向AC/DC变换器谐波控制方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1，DDSRF-PLL；
[0006](1)构建解耦双同步坐标系锁相环；
[0007](2)将三相电压u
abc
经Clarke变换到两相静止坐标系u
αβ
，将u
α
和u
β
送入Park变换和模块，得到正序和负序电压分量；
[0008](3)将d
+1
和q
+1
调换送入自解耦网络；
[0009](4)利用PI控制器使得来保持同步实现锁相，得到三相电压的幅值、频率和相位信息；
[0010]步骤2，FBD检测过程；
[0011](1)采用锁相环生成与三相电网电压同相位的参考电压，代替实测值进行计算等效有功电导和等效无功电导；
[0012](2)等效有功电导和无功电导，通过低通滤波器(LPF)滤除电导中的交流分量，保
留直流分量，滤波后的电导值就是基波的等效电导；
[0013](3)有功电导G
Pf
(t)和无功电导G
Qf
(t)分别乘以相应的参考电压，得到三相基波有功电流分量和无功电流分量，对应相位的电导电流分量相加得到三相基波正序电流分量；
[0014](4)原始电流减去基波电流分量得到各相的谐波电流分量；
[0015]步骤3，基于LMS自适应滤波器；
[0016](1)待测信号d(n)与滤波器输出信号y(n)比较，形成误差信号e(n)；
[0017](2)误差信号e(n)通过LMS算法得到加权值，即修正量，与当前权矢量w1(n)和w2(n)相加，得到修正值，调整滤波器参数；
[0018](3)使得滤波器输出信号y(n)逼近基波电流信号，此时e(n)也可近似等于谐波电流信号；
[0019](4)考虑到与FBD谐波电流检测方法结合，有功电导G
P
(t)和无功电导G
Q
(t)滤波过程相似，以G
P
(t)的滤波过程，此时d(n)＝G
P
(t)。x1(n)和x2(n)可由DDSRF-PLL锁相产生的正余弦信号u
DDSRF-PLL
和代替。
[0020]优选地，下垂控制过程，传输有功功率和电压之间的关系如公式(1)：
[0021][0022]公式(1)中，P
BIC
是双向AC/DC变换器(BIC)传输的有功功率，是双向AC/DC变换器(BIC)传输有功功率的额定值，u
dc,Hmin
是双向AC/DC变换器(BIC)阈值设定上限的最小值，u
dc,Hmax
是双向AC/DC变换器(BIC)阈值设定的最大值，u
dc,Lmin
是阈值设定下限的最小值，u
dc,Lmax
是阈值下限设定的最大值；
[0023]下垂控制共分三种模式：
[0024]第一种，逆变模式；当u
dc,Hmin
≤u
dc
≤u
dc,Hmax
，u
dc
未达到阈值设定上限，双向AC/DC变换器(BIC)处于逆变模式，直流子网通过双向AC/DC变换器(BIC)向交流子网传输有功功率，由双向AC/DC变换器(BIC)维持直流母线电压稳定。当u
dc
＞u
dc,Hmax
，u
dc
超过了阈值设定上限，双向AC/DC变换器(BIC)仍处于逆变模式；
[0025]第二种，待机模式；当u
dc,Lmin
≤u
dc
≤u
dc,Hmin
，直流母线电压小范围波动；
[0026]第三种，整流模式；当u
dc,Lmax
≤u
dc
≤u
dc,Lmin
，双向AC/DC变换器(BIC)处于整流模式，交流子网通过双向AC/DC变换器(BIC)向直流子网传输有功功率，由双向AC/DC变换器(BIC)维持直流母线电压稳定；当u
dc
＜u
dc,Lmax
，u
dc
超过了阈值设定下限，双向AC/DC变换器(BIC)仍处于整流模式，交流子网向直流子网传输能量达到最大值，在储能系统能量充足情况下，和双向AC/DC变换器(BIC)一起维持直流母线电压稳定。
[0027]本专利技术的有益效果是，采用改进分段式下垂控制，避免了双向AC/DC变换器因直流母线电压波动而频繁切换的问题。通过基于解耦双同步参考坐标系锁相环(DDSRF-PLL)代替传统锁相环，有效解决负序基频分量影响和电压电流畸变时锁相不精确的问题。LMS自适应滤波代替低通滤波器，解决低通滤波器截止频率不能兼顾FBD谐波电流检测方法检测精度和相应速度问题。通过改进FBD谐波电流检测方法和下垂控制策略结合，设计了一种改进FBD抑制谐波电流下垂控制策略。当非线性负载导致电流畸变，产生谐波电流，该方法可以在非理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合微电网中双向AC/DC变换器谐波控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，DDSRF-PLL；(1)构建解耦双同步坐标系锁相环；(2)将三相电压u
abc
经Clarke变换到两相静止坐标系u
αβ
，将u
α
和u
β
送入Park变换和模块，得到正序和负序电压分量；(3)将d
+1
和q
+1
调换送入自解耦网络；(4)利用PI控制器使得来保持同步实现锁相，得到三相电压的幅值、频率和相位信息；步骤2，FBD检测过程；(1)采用锁相环生成与三相电网电压同相位的参考电压，代替实测值进行计算等效有功电导和等效无功电导；(2)等效有功电导和无功电导，通过低通滤波器(LPF)滤除电导中的交流分量，保留直流分量，滤波后的电导值就是基波的等效电导；(3)有功电导G
Pf
(t)和无功电导G
Qf
(t)分别乘以相应的参考电压，得到三相基波有功电流分量和无功电流分量，对应相位的电导电流分量相加得到三相基波正序电流分量；(4)原始电流减去基波电流分量得到各相的谐波电流分量；步骤3，基于LMS自适应滤波器；(1)待测信号d(n)与滤波器输出信号y(n)比较，形成误差信号e(n)；(2)误差信号e(n)通过LMS算法得到加权值，即修正量，与当前权矢量w1(n)和w2(n)相加，得到修正值，调整滤波器参数；(3)使得滤波器输出信号y(n)逼近基波电流信号，此时e(n)也可近似等于谐波电流信号；(4)考虑到与FBD谐波电流检测方法结合，有功电导G
P
(t)和无功电导G
Q
(t)滤波过程相似，以G
P
(t)的滤波过程，此时d(n)＝G
P
(t)。x1(n)和x2(n)可由DDSRF-PLL锁相产生的正余弦信号u
DDSRF-PLL
和代替。2.根据权利要求1所述的混合微电网中双向AC/DC变换器谐波控制方法，其特征在于：下垂控制过程，传输有功功率和电压之...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小利，王桂烁，蒋保臣，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：