本发明专利技术公开了基于主动零序注入的低压变流系统包括:直流设备，直流母线，DC/AC变换器，LCL滤波器，主动零序回路，交流电网。基于主动零序注入的低压变流系统的漏电流控制方法包括：获取电网相位，通过Park变换将逆变器侧电流的采样值转换为dq0轴分量，d轴电流作有功功率控制，q轴电流作无功功率控制，0轴作基于主动零序电流注入的漏电流控制，经过有源阻尼控制作差获得输出电压直流分量，通过坐标反变换得到三相调制波，作为载波调制策略的输入变量。本发明专利技术成功抑制了漏电流，实现了LCL谐振抑制和系统稳定。制和系统稳定。制和系统稳定。
【技术实现步骤摘要】
基于主动零序注入的低压变流系统及漏电流控制方法
[0001]本专利技术属于非隔离型低压变流系统
，具体涉及基于主动零序注入的低压变流系统，还涉及基于主动零序注入的低压变流系统的漏电流控制方法。
技术介绍
[0002]随着清洁能源的不断发展和应用，低压变流系统在分布式能源领域中得到了广泛应用。这些系统通常包括直流发电设备(如太阳能光伏板、储能电池等)、直流汇集母线、DC/AC变换器、LCL滤波器以及交流电网等组件，用于将直流电能转换成交流电能并注入到电网中。
[0003]然而，在低压变流系统中，漏电流问题是一个重要的技术难题。漏电流可能导致电网和系统设备的安全风险，因此需要采取有效的措施来抑制漏电流，提高系统的安全性和可靠性。
[0004]传统的漏电流抑制方法通常可以分为两类：基于调制的方法和基于拓扑的方法。改进的调制方法可以稳定共模电压，减小漏电流，但这些调制方法的共同缺点是输出波形谐波含量高，需要较大的滤波器进行滤波，具有体积大和成本高的缺点。在基于拓扑的方法中，通常需要额外引入功率开关管和共模滤波器，往往会造成效率低，容易引发新的系统不稳定问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供基于主动零序注入的低压变流系统，通过主动零序回路，仅需要额外的一根连接线就可以构成零序电流通路，使漏电流在LCL滤波器和DC/AC变换器之间形成环流，从而避免了漏电流流入交流电网，低成本、高效的实现了对漏电流的抑制。
[0006]本专利技术的另一目的是提供基于主动零序注入的低压变流系统的漏电流控制方法，通过在零序控制中，主动注入零序电流，抑制共模电流，减少分流产生的漏电流，提高漏电流抑制效果，减小了漏电流对系统和设备的影响，提高了系统的稳定性和可靠性。
[0007]本专利技术所采用的技术方案是，基于主动零序注入的低压变流系统，包括直流能源设备，直流能源设备输出端通过直流汇集母线连接DC/AC变换器直流侧，DC/AC变换器交流侧每相通过一个LCL滤波器连接交流电网对应相，LCL滤波器的滤波电容通过主动零序回路连接直流汇集母线负极，直流能源设备发出直流电，在直流汇集母线上产生750V的直流电压，经过DC/AC变换器将直流电压转换成交流电压，经过LCL滤波器滤波处理后，进入380V交流电网，经过LCL滤波器滤波电容的漏电流通过主动零序回路进行环流。
[0008]本专利技术的特点还在于：
[0009]每个LCL滤波器包括电感L
T
，电感L
T
一端连接DC/AC变换器交流侧，电感L
T
另一端同时连接滤波电容、电感L
g
，滤波电容连接主动零序回路一端，电感L
g
连接交流电网。
[0010]DC/AC变换器为两电平变换器、三电平变换器、NPC型变换器中的一种。
[0011]直流能源设备为太阳能光伏板或储能电池。
[0012]基于主动零序注入的低压变流系统的漏电流控制方法，具体按照以下步骤实施：
[0013]步骤1、采集经过的电感L
T
电流和电感L
g
输出端电压，通过锁相环计算dq0同步旋转坐标系下控制所需的坐标旋转角度θ，将电感L
T
电流进行Park变换得到dq0轴下的直流分量，通过旋转角度θ控制电流、电压同相位；
[0014]步骤2、利用电流PI控制器和有源阻尼控制器获得输出电压直流分量，通过坐标反变换得到三相调制波，作为主动零序回路的载波调制策略的输入变量。
[0015]电流PI控制器传递函数G
c
(s)表示为：
[0016][0017]其中，K
p
是比例参数，K
i
是积分参数。
[0018]有源阻尼控制器传递函数G
LCL
(s)表示为：
[0019][0020]其中，G
iL2
是LCL滤波器的传递函数，G
d
是在计算和脉宽调制过程中会产生1.5个采样周期的延迟，H
i1
是有源阻尼控制参数，K
pwm
是DC/AC变换器增益，G
ic
是变换器输出电压到电容电流的传递函数。
[0021]G
ic
，G
iL2
，G
d
分别表示为：
[0022][0023]其中，ω
r
是该系统的谐振频率，表示为：
[0024][0025]其中，L
T
是逆变器侧电感，L
g
是电网侧电感，C
f
是滤波电容。
[0026]dq0轴中d轴电流作有功功率控制，q轴电流作无功功率控制，0轴作主动零序电流注入的共模电流控制；q轴电流参考值根据瞬时无功理论，取2πfC
f
U
d
。
[0027]步骤2具体过程为：将步骤1得到dq0轴下的直流分量经过有源阻尼控制获得电流输出参考值，将电流输出实际值和电流输出参考值进行作差，得到输出d轴、q轴和0轴的电压直流分量，再通过坐标反变换获得三相调制波，将0轴的电压直流分量注入主动零序回路进行载波调制。
[0028]本专利技术的有益效果是：
[0029]1)本专利技术中通过主动零序回路，仅需要额外的一根连接线就可以构成零序电流通路，使漏电流在LCL滤波器和DC/AC变换器之间形成环流，从而避免了漏电流流入交流电网，低成本、高效的实现了对漏电流的抑制。
[0030]2)本专利技术中采用的基于主动零序电流注入的漏电流抑制技术，通过在零序控制
中，主动注入零序电流，抑制共模电流，减少分流产生的漏电流，提高漏电流抑制效果，减小了漏电流对系统和设备的影响，提高了系统的稳定性和可靠性。
[0031]3)本专利技术中构建的主动零序回路和基于主动零序电流注入的漏电流抑制技术适用于非隔离型低压变流系统，包括太阳能光伏板、储能电池等多种直流设备和两电平变换器、三电平变换器等多种DC/AC变换器，具有广泛的应用前景，可以有效解决漏电流问题，提高系统和设备的安全性和稳定性，推动相关领域的发展和应用。
附图说明
[0032]图1是本专利技术基于主动零序注入的低压变流系统结构示意图；
[0033]图2是本专利技术基于主动零序回路的非隔离型并网系统等效共模电路图；
[0034]图3是本专利技术基于主动零序注入的低压变流系统及控制结构示意图；
[0035]图4是本专利技术基于主动零序电流注入的漏电流抑制技术控制框图；
[0036]图5是本专利技术零轴等效微分电路图；
[0037]图6是传统电流控制下的传统低压变流系统其共模电压和漏电流波形图；
[0038]图7是本专利技术中在加入主动零序回路的低压变流系统中共模电压和漏电流波形图。
具体实施方式
[0039]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于主动零序注入的低压变流系统，其特征在于，包括直流能源设备，所述直流能源设备输出端通过直流汇集母线连接DC/AC变换器直流侧，所述DC/AC变换器交流侧每相通过一个LCL滤波器连接交流电网对应相，所述LCL滤波器的滤波电容通过主动零序回路连接直流汇集母线负极，所述直流能源设备发出直流电，在直流汇集母线上产生750V的直流电压，经过DC/AC变换器将直流电压转换成交流电压，经过LCL滤波器滤波处理后，进入380V交流电网，经过LCL滤波器滤波电容的漏电流通过主动零序回路进行环流。2.根据权利要求1所述基于主动零序注入的低压变流系统，其特征在于，每个所述LCL滤波器包括电感L
T
，所述电感L
T
一端连接DC/AC变换器交流侧，所述电感L
T
另一端同时连接滤波电容、电感L
g
，所述滤波电容连接主动零序回路一端，电感L
g
连接交流电网。3.根据权利要求1所述基于主动零序注入的低压变流系统，其特征在于，所述DC/AC变换器为两电平变换器、三电平变换器、NPC型变换器中的一种。4.根据权利要求1所述基于主动零序注入的低压变流系统，其特征在于，所述直流能源设备为太阳能光伏板或储能电池。5.权利要求2所述基于主动零序注入的低压变流系统的漏电流控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、采集经过的电感L
T
电流和电感L
g
输出端电压，通过锁相环计算dq0同步旋转坐标系下控制所需的坐标旋转角度θ，将电感L
T
电流进行Park变换得到dq0轴下的直流分量，通过旋转角度θ控制电流、电压同相位；步骤2、利用电流PI控制器和有源阻尼控制器获得输出电压直流分量，通过坐标反变换得到三相调制波，作为主动零序回路的载波调制策略的输入变量。6.根据权利要求5所述基于主动零序注入的低压变流系统的漏电流控制方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘闯，毛廷瑞，蔡国伟，王汝田，王秀云，裴忠晨，于钦海，李瑞峰，王菁月，孔德昊，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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