【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源电力控制，特别涉及一种构网型自同步电力电子变压器的控制系统。
技术介绍
1、常规的pet(电力电子变压器)采用锁相同步型控制锁相同步型控制主要是采用锁相环实现同步，电压和频率由电网给定，通过控制电流进而控制pet输出恒定的有功功率和无功功率。如附图1所示，控制过程通过锁相环实时获取电网频率，通过电压环得到电流的参考信号，再经过电流环加上电压前馈信号得到参考波的dq分量，经过坐标变换得到三相调制波，通过spwm调制送给chb(级联h桥)即可完成控制。可再生能源系统具有交直流兼有，出力的不确定性大，电压或频率波动性大等弊端，如何将这些可再生能源系统稳定、可靠地并网，融入到电力系统中是我们目前所面临的一项关键问题。关于配电网柔性互联的选择，基于柔性互联的智能配电技术可以有效改善电能质量、增强供电可靠性、提升新能源消纳水平，发展前景广阔。而pet被人们视为未来柔性互联配电网能量路由的有效载体，其优势在于交直流兼有，电压电流可控，能量可双向流动，有利于可再生能源发电系统的接入，在保障配电网稳定性的同时提升配电网供电灵活。但是，目前锁相环获取电网电压的相位信息，易受电网电压波动的影响，锁相同步型控制通过锁相单元将pet模型建立在电网同步参考坐标系上，控制过程需要及时准确地获得电网电压的相位信息，从而实现与电网同步。但锁相环是非线性的，锁相环的添加会降低系统响应速度，同时锁相环参数设计较为复杂，这些问题将会给电能路由器的并网运行带来不利影响，降低系统稳定性。而且，无法实现对电网的友好性支撑，pet输入级的交流端口缺乏阻尼和
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种构网型自同步电力电子变压器的控制系统，采用构网型自同步pet控制的方案，pet能主动参与电网的电压和频率响应，实现pet与电网的柔性互联。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种构网型自同步电力电子变压器的控制系统，包括：
4、pet系统，所述pet系统包括输入级的chb型ac/dc变换器和隔离级的高频隔离变换器；所述chb型ac/dc变换器包括三相桥臂，每相n个子模块级联，交流侧用于连接电网，直流侧用于连接高频隔离变换器原边；
5、所述高频隔离变换器副边与低压直流母线相连接。
6、作为一种优选的实施方式，所述pet系统的输入级包括功率外环部分和电压双环部分：
7、所述功率外环部分中，采样所述chb型ac/dc变换器的输出电压和电流，根据瞬时功率理论计算得到所述chb型ac/dc变换器的瞬时有功功率p和无功功率q，计算公式为：
8、
9、
10、其中，p、q分别为经过低通滤波后的chb输出有功功率和无功功率，τ为一阶低通滤波器滤波时间常数，ucd、ucq分别为电容电压的d,q分量，ild、ilq为chb输出电流的d,q分量。
11、作为一种优选的实施方式，所述功率外环的控制方程为；
12、
13、θ＝∫ωdt
14、u*＝u0+n(q0-q)
15、其中，ω和u*分别为chb输出角频率和输出电压幅值指令，θ为chb输出相位，ω0为有功功率输出为p0时的逆变器输出角频率，u0为无功功率输出为q0时的逆变器输出电压幅值，d1为chb频率反馈系数，d2为电网频率反馈系数，m和n分别为有功-频率下垂系数和无功-电压下垂系数，j为虚拟惯量。
16、作为一种优选的实施方式，所述电压双环部分采用电压、电流双闭环控制，模拟定子电磁方程，外部电压环实现chb输出电压的无差调节，内部电流环用于加快调节速度，电压环采用电容电压反馈，电流环采用电感电流反馈；
17、电压双环的控制方程为：
18、i*ld＝kip_u(u*-ucd)u*d＝kpi_i(i*ld-ild)
19、i*lq＝kip_u(0-ucq)u*q＝kpi_i(i*lq-ilq)
20、
21、其中kp_u、ki_u分别表示电压环的比例、积分系数，kp_i、ki_i分别表示电流环的比例、积分系数，i*ld、i*lq为电流指令信号，u*d、u*q为电压电流双环控制得到的调制信号。
22、作为一种优选的实施方式，调制信号u*d、u*q和输出相位θ经过坐标变换生成三相chb的调制波信号sa、sb、sc，调制波信号通过cps-spwm得到输入级各个模块h桥的驱动信号。
23、作为一种优选的实施方式，采用移相控制，包括直流母线电压控制和模块均压控制，通过直流母线电压控制得到的移相角和每个模块直流侧电压控制的得到的微调相角相减得到对应模块的移相角；
24、控制方程为：
25、
26、
27、
28、其中vdc_bus、vdc_bus*分别表示直流母线电压值和指令值，是chb直流侧电容电压的平均值，vdc_m是第m个模块的直流侧电容电压，dф是移相角，δdфm是微调相角，dфm是第m个模块的移相角。
29、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
30、自同步虚拟同步发电机控制模拟了同步发电机的运动方程，具有调频调压、虚拟惯量及阻尼特性，同时能够参与电网频率和电压调节，提高电网稳定性。自同步型控制能独立构建电网，使得变换器具备自治的频率信息，简化了系统复杂程度，提高了系统稳定；
31、pet的并网运行特性取决于pet的控制方法，锁相同步型控制缺乏与电网的同步运行机制。因此，如果能充分利用pet电力电子接口高可控性的特点，在pet系统模拟出自同步虚拟同步发电机特性，就能降低电网波动对系统的干扰，提升pet对电网的响应调节，通过主动调节有功和无功功率对电网频率和电压给予一定的支持，实现pet与电网的柔性互联。
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1.一种构网型自同步电力电子变压器的控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的构网型自同步电力电子变压器的控制系统，其特征在于，所述PET系统的输入级包括功率外环部分和电压双环部分：
3.根据权利要求2所述的构网型自同步电力电子变压器的控制系统，其特征在于，所述功率外环的控制方程为；
4.根据权利要求3所述的构网型自同步电力电子变压器的控制系统，其特征在于，所述电压双环部分采用电压、电流双闭环控制，模拟定子电磁方程，外部电压环实现CHB输出电压的无差调节，内部电流环用于加快调节速度，电压环采用电容电压反馈，电流环采用电感电流反馈；
5.根据权利要求4所述的构网型自同步电力电子变压器的控制系统，其特征在于，调制信号U*d、U*q和输出相位θ经过坐标变换生成三相CHB的调制波信号SA、SB、SC，调制波信号通过CPS-SPWM得到输入级各个模块H桥的驱动信号。
6.根据权利要求4所述的构网型自同步电力电子变压器的控制系统，其特征在于，采用移相控制，包括直流母线电压控制和模块均压控制，通过直流母线电压控制得到的移相
...【技术特征摘要】
1.一种构网型自同步电力电子变压器的控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的构网型自同步电力电子变压器的控制系统，其特征在于，所述pet系统的输入级包括功率外环部分和电压双环部分：
3.根据权利要求2所述的构网型自同步电力电子变压器的控制系统，其特征在于，所述功率外环的控制方程为；
4.根据权利要求3所述的构网型自同步电力电子变压器的控制系统，其特征在于，所述电压双环部分采用电压、电流双闭环控制，模拟定子电磁方程，外部电压环实现chb输出电压的无差调节，内部电流环用于加快调节速...
【专利技术属性】
技术研发人员：金林，刘芳，冷旭东，朱永平，
申请(专利权)人：深圳市泰昂能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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