变换器谐波功率自适应控制方法技术

本发明专利技术提出一种变换器谐波功率自适应控制方法，通过电力电子变换器控制宽带内的谐波控制能力，精确跟踪电网谐波谐振频率，在宽频带内工作在“零谐波”电源（电压）模式。首先快速检测谐波谐振频率，启用谐波功率自适应控制算法。通过速跟踪谐波频率，计算正序列扰动和负序列扰动相位，将电流扰动转换为直流分量。利用比例积分调节器控制变换器的输出参考电压，输出稳定的谐波电压（电流）后，电流（电压）扰动为零。应用本发明专利技术所提的控制方法可以使变换器稳定地连接到不同的电网，并且不会对现有电网的谐振特性产生影响。的谐振特性产生影响。的谐振特性产生影响。

【技术实现步骤摘要】
变换器谐波功率自适应控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子变换器控制
，尤其涉及一种变换器谐波功率自适应控制方法。

技术介绍

[0002]由于分布式新能源和电力变换器的快速增长，变换器的谐振问题对电力系统的安全性和稳定性提出了重大挑战。现有的研究主要集中在阻抗分析法，并致力于从相位角度消除变频器的负阻尼。然而，两个不可抗拒的因素严重限制了该方法的应用：一是由于现有电网可能已经包括许多负阻尼装置，导致正阻尼特性不能确保新变流器的并网稳定性；二是不同供应商的变流器可能具有不同的负阻尼诱导，很难给出彻底解决不同类型变流器负阻尼问题的通用方法。

技术实现思路

[0003]为了克服阻抗分析法的不足，本专利技术提出一种变换器谐波功率自适应控制方法，通过功率变换器的宽带谐波控制能力，精确跟踪电网扰动，在宽频带内工作在“零谐波”电源(电压)模式。应用本专利技术所提的控制方法可以使变换器稳定地连接到不同的电网，并且不会对现有电网的谐振特性产生影响。
[0004]本专利技术通过电力电子变换器控制宽带内的谐波控制能力，精确跟踪电网谐波谐振频率，在宽频带内工作在“零谐波”电源(电压)模式。首先快速检测谐波谐振频率，启用谐波功率自适应控制算法。通过速跟踪谐波频率，计算正序列扰动和负序列扰动相位，将电流扰动转换为直流分量。利用比例积分调节器控制变换器的输出参考电压，输出稳定的谐波电压(电流)后，电流(电压)扰动为零。应用本专利技术所提的控制方法可以使变换器稳定地连接到不同的电网，并且不会对现有电网的谐振特性产生影响。
[0005]本专利技术提供的变换器谐波功率自适应控制方法(算法)的具体实现流程为：首先快速检测谐波谐振频率，谐波谐振频率检测方法包括但不限于锁相环检测方法。当检测到f
p
处的谐波功率扰动时，通过谐波检测方法快速跟踪谐波频率和正序列扰动和负序列扰动的输出相位和然后，利用和将电流扰动i
gp
通过Park变换转换为直流分量。最后，利用比例积分调节器控制变换器的输出参考电压。系统稳定运行后，变换器将输出稳定的谐波电压(电流)，以确保电流(电压)扰动i
gp
(v
gp
)等于0。需要注意的是，当检测到的谐波功率振荡频率高于工频时，启用谐波功率自适应控制算法。
[0006]本专利技术具体采用以下技术方案：
[0007]一种变换器谐波功率自适应控制方法，其特征在于，通过电力电子变换器控制宽带内的谐波控制能力，以精确跟踪电网中的谐波扰动；在宽频带为变换器提供额外的谐波控制参考值，使变换器输出与电网电压相匹配的谐波电压或谐波电流，以确保输出电流或电压扰动为零。
[0008]进一步地，所述通过电力电子变换器控制宽带内的谐波控制能力基于检测电网侧
谐波谐振频率。
[0009]进一步地，当检测到频率为f
p
的谐波功率扰动时，通过谐波检测方法跟踪振荡谐波的频率，并计算正序列扰动和负序列扰动的相位和
[0010]进一步地，通过正序列扰动和负序列扰动的相位和将电流扰动i
gp
通过Park变换转换为直流分量。
[0011]进一步地，利用比例积分调节器控制变换器的输出参考电压；系统稳定后，变换器输出稳定的谐波电压或电流，以确保电流或电压扰动i
gp
等于0。
[0012]进一步地，启用谐波功率自适应控制算法的条件是，当检测到的功率振荡频率高于工频时。
[0013]进一步地，所述谐波谐振频率检测方法采用锁相环检测方法。
[0014]本专利技术及其优选方案具有如下优点或有益效果：1)提出变换器谐波功率自适应控制方法，通过优化现有的变换器控制参数，实现变换器工作在理想电流(电压)源模式，具有明显的可执行性和经济效益。2)提升电力电子高占比系统安全性和稳定性。
附图说明
[0015]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：
[0016]图1为本专利技术实施例应用所提控制方法的系统拓扑图。
[0017]图2为本专利技术实施例应用所提方法的控制框图。
[0018]图3为本专利技术实施例仿真结果图。
[0019]图4为本专利技术实施例整体流程示意图。
具体实施方式
[0020]在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
[0021]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0022]为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：
[0023]如图1
‑
图4所示，为本专利技术实施例应用所提控制方法的系统拓扑图。图2是本专利技术实施例应用所提方法的控制框图。本专利技术所提变换器谐波功率自适应控制方法步骤包括，首先快速检测谐波谐振频率，谐波谐振频率检测方法包括但不限于锁相环检测方法。当检测到f
p
处的谐波功率扰动时，通过谐波检测方法快速跟踪谐波频率和正序列扰动和负序列扰动的输出相位和然后，利用和将电流扰动i
gp
通过Park变换转换为直流分量。最后，利用比例积分调节器控制变换器的输出参考电压。系统稳定运行后，变换器将输出稳定的谐波电压(电流)，以确保电流(电压)扰动i
gp
(v
gp
)等于于0。需要注意的是，当检测
到的谐波功率振荡频率高于工频时，启用谐波功率自适应控制算法。
[0024]图3是本专利技术实施例仿真结果，在200Hz正序电压扰动下的谐波电流响应和输出波形。本专利技术所提谐波功率自适应控制算法在1s激活。可以看出，即使外部扰动不同，谐波电流也可以快速检测和消除。以上所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出的是，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进接润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。
[0025]本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的变换器谐波功率自适应控制方法，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变换器谐波功率自适应控制方法，其特征在于，通过电力电子变换器控制宽带内的谐波控制能力，以精确跟踪电网中的谐波扰动；在宽频带为变换器提供额外的谐波控制参考值，使变换器输出与电网电压相匹配的谐波电压或谐波电流，以确保输出电流或电压扰动为零。2.根据权利要求1所述的变换器谐波功率自适应控制方法，其特征在于，所述通过电力电子变换器控制宽带内的谐波控制能力基于检测电网侧谐波谐振频率。3.根据权利要求2所述的变换器谐波功率自适应控制方法，其特征在于：当检测到频率为f
p
的谐波功率扰动时，通过谐波检测方法跟踪振荡谐波的频率，并计算正序列扰动和负序列扰动的相位和4.根据权利要求3所述的变换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟铭，季柯，
申请(专利权)人：华北电力大学国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：