一种适用于构网型变流器的谐波控制方法及系统技术方案

本发明专利技术属于变流器谐波控制领域，公开了一种适用于构网型变流器的谐波控制方法及系统，方法包括：利用已采样的输出电压与输出电流推算公共连接点电压；提取公共连接点电压与输出电流的总谐波；根据检测到的电压电流的总谐波，采用下垂+多比例谐振控制，建立公共连接点电压与输出电流总谐波的统一下垂关系，得到谐波补偿参考电压；将谐波补偿参考电压和基波参考电压进行叠加，得到变流器输出参考电压，叠加输出至PWM调制单元。本发明专利技术解决了构网型变流器在并网或离网模式下谐波电压电流的复合治理，且无需分别提取特定阶次的谐波，相较现有方法运算量大为简化。有方法运算量大为简化。有方法运算量大为简化。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于构网型变流器的谐波控制方法及系统


[0001]本专利技术属于变流器谐波控制领域，具体涉及一种适用于构网型变流器的谐波控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着可再生能源的高速发展，电力系统中电力电子变流器占比不断提高，新型电力系统逐渐呈现出高比例可再生能源和高比例电力电子设备的特点。为保证电网的稳定和安全运行，基于下垂控制或虚拟同步机的构网型变流器控制逐渐成为主流的发展趋势。构网型变流器采用与同步发电机类似的功率同步策略，不依赖外部电网相位信息，可有效协调多个并联变流器运行。针对储能变流器，采用构网控制技术可在满足系统的稳定性的同时，可实现储能大容量技术发展要求。
[0003]构网型变流器可以在不依赖外界交流系统的情况下，自行构建交流侧输出电压，有效减小系统频率与电压波动。因此构网型变流器可以并网运行，也可以离网运行，且离网时可多机并联，即构成一个孤岛运行的微电网。
[0004]电力电子设备等非线性负载的接入会导致电压、电流畸变等电能质量问题，这可由临近的构网型变流器进行治理。并网运行时非线性负载注入的电流谐波会导致公共连接点产生电压谐波，这需要构网变流器产生与之相抵消的电流谐波，且该电流需要在接入同一公共连接点的多台构网型变流器之间合理分配。离网运行时负载的电流谐波需要全部由微电网中的多台构网型变流器提供，电流谐波分配不合理会产生谐波环流，并且负载和变流器产生的电流谐波会引发公共连接点的电压畸变，导致电能质量降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术不足，提供一种适用于构网型变流器的谐波控制方法及系统，本专利技术的方法实现了电流谐波在各单元之间按容量分配，同时降低公共连接点处电压谐波。
[0006]本专利技术的目的是由以下技术方案实现的：
[0007]一种适用于构网型变流器的谐波控制方法，包括：
[0008]利用已采样的输出电压与输出电流推算公共连接点电压；
[0009]提取公共连接点电压与输出电流的总谐波；
[0010]根据检测到的电压电流的总谐波，采用下垂+多比例谐振控制，建立公共连接点电压与输出电流总谐波的统一下垂关系，得到谐波补偿参考电压；
[0011]将谐波补偿参考电压和基波参考电压进行叠加，得到变流器输出参考电压，叠加输出至PWM调制单元。
[0012]作为本专利技术进一步改进，所述利用已采样的输出电压与输出电流推算公共连接点电压，包括：
[0013]基于基尔霍夫定律，公共连接点电压计算表达式为：
[0014][0015]其中，V
pcc
为公共连接点电压，V
out
、I
out
为变流器的输出电压与输出电流，R
line
、L
line
为线路电阻与电感。
[0016]作为本专利技术进一步改进，所述提取公共连接点电压与输出电流的总谐波的方法包括双二阶广义积分
‑
正负序计算模块、快速傅里叶变换、锁相环或多重同步谐波dq变换。
[0017]作为本专利技术进一步改进，所述提取公共连接点电压与输出电流的总谐波，包括：
[0018]通过双二阶广义积分
‑
正负序计算模块输入量与提取到的基波正序相减，得到谐波与基波负序之和，表达式如下：
[0019][0020][0021]其中，x
α
、x
β
分别为两个SOGI模块输入信号，分别为基波正序、基波负序以及谐波，为待控制量，是谐波和基波负序之和。
[0022]作为本专利技术进一步改进，所述x
α
对应的SOGI模块传递函数为：
[0023][0024][0025]其中，x
α
、ω为SOGI输入信号及频率，x
′
α
与qx
′
α
为两个相互正交的输出信号，k为闭环系统的增益系数。x
β
对应的传递函数与x
α
相同。
[0026]作为本专利技术进一步改进，所述建立公共连接点电压与输出电流总谐波的统一下垂关系，包括：
[0027]对公共连接点电压与输出电流中提取出的总谐波成分采取统一下垂控制，使其满足：
[0028][0029]其中，分别为αβ坐标系下输出电流谐波与公共连接点电压谐波，k
droop
为下垂系数，k
droop
/
base
＝，C为常数；
[0030]根据谐波统一下垂关系，下垂误差为：
[0031][0032]将得到的下垂误差通过多比例谐振控制或多准比例谐振控制使得主要谐波成分为零，多准比例谐振控制传递函数如下：
[0033][0034]其中，k
p
为比例系数，为谐振系数，ω
c
为谐振控制器的截止频率，ω
m
为基波角频率，h为谐波次数。
[0035]作为本专利技术进一步改进，所述得到变流器输出参考电压，叠加输出至PWM调制单元时，电流谐波在多变流器间的按容量分配。
[0036]一种适用于构网型变流器的谐波控制系统，包括：
[0037]推算模块，用于利用已采样的输出电压与输出电流推算公共连接点电压；
[0038]提取模块，用于提取公共连接点电压与输出电流的总谐波；
[0039]建立模块，用于根据检测到的电压电流的总谐波，采用下垂+多比例谐振控制，建立公共连接点电压与输出电流总谐波的统一下垂关系，得到谐波补偿参考电压；
[0040]叠加模块，用于将谐波补偿参考电压和基波参考电压进行叠加，得到变流器输出参考电压，叠加输出至PWM调制单元。
[0041]一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述适用于构网型变流器的谐波控制方法的步骤。
[0042]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述适用于构网型变流器的谐波控制方法的步骤。
[0043]与现有技术相比，本专利技术的谐波控制方法具有以下优越性：
[0044]本专利技术提供的适用于构网型变流器的谐波控制方法，针对连接于同一公共连接点的多变流器单元，基于本地测量信息推算出公共连接点电压，而后仅需提取公共连接点电压与输出电流总谐波以建立统一下垂关系，并采用多比例谐振控制器保证稳态时下垂关系成立，在实现输出电流谐波按照变流器容量分配的同时，公共连接点电压谐波也会得到抑制。本专利技术解决了构网型变流器在并网或离网模式下谐波电压电流的复合治理，且无需分别提取特定阶次的谐波，相较现有方法运算量大为简化。
附图说明
[0045]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于构网型变流器的谐波控制方法，其特征在于，包括：利用已采样的输出电压与输出电流推算公共连接点电压；提取公共连接点电压与输出电流的总谐波；根据检测到的电压电流的总谐波，采用下垂+多比例谐振控制，建立公共连接点电压与输出电流总谐波的统一下垂关系，得到谐波补偿参考电压；将谐波补偿参考电压和基波参考电压进行叠加，得到变流器输出参考电压，叠加输出至PWM调制单元。2.根据权利要求1所述的适用于构网型变流器的谐波控制方法，其特征在于，所述利用已采样的输出电压与输出电流推算公共连接点电压，包括：基于基尔霍夫定律，公共连接点电压计算表达式为：其中，V
pcc
为公共连接点电压，V
out
、I
out
为变流器的输出电压与输出电流，R
line
、L
line
为线路电阻与电感。3.根据权利要求1所述的适用于构网型变流器的谐波控制方法，其特征在于，所述提取公共连接点电压与输出电流的总谐波的方法包括双二阶广义积分
‑
正负序计算模块、快速傅里叶变换、锁相环或多重同步谐波dq变换。4.根据权利要求1所述的适用于构网型变流器的谐波控制方法，其特征在于，所述提取公共连接点电压与输出电流的总谐波，包括：通过双二阶广义积分
‑
正负序计算模块输入量与提取到的基波正序相减，得到谐波与基波负序之和，表达式如下：基波负序之和，表达式如下：其中，x
α
、x
β
分别为两个SOGI模块输入信号，分别为基波正序、基波负序以及谐波，为待控制量，是谐波和基波负序之和。5.根据权利要求4所述的适用于构网型变流器的谐波控制方法，其特征在于，所述x
α
对应的SOGI模块传递函数为：应的SOGI模块传递函数为：其中，x
α
、ω为SOGI输入信号及频率，x
′
α
与qx
′
α
为两个相互正交的输出信号，k为闭环系统的增益系数；x...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，李奕萱，刘进军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：