【技术实现步骤摘要】
本申请涉及能源，尤其涉及一种功率变换器、其控制方法及储能系统。
技术介绍
1、目前的微电网一般由分布式发电、用电负荷、储能装置、监控、保护和自动化装置等组成，能够基本实现内部电力电量平衡的小型供用电系统。微网独立运行时，需要保障一定比例的储能系统运行在电压源(或称为构网控制)模式，建立并维持系统的电压和频率，为系统负荷提供动态有功功率，同时维持系统安全稳定运行。传统的并网功率变换器大都采用三相三线制拓扑结构，然而三相四线制功率变换器在低压系统中具有更好的灵活性和适应性，三相四线制功率变换器开始越来越受到学术界关注和工业界应用。如在工商业微电网无变压器隔离场景中，要求功率变换器具备带不平衡负载能力，则功率变换器需采用三相四线制结构。
2、然而相比于三相三线制功率变换器，三相四线制功率变换器的控制维度和自由度增加，控制策略随之复杂，特别是功率变换器连接的电网发生不对称故障时，会引起两方面的问题：(a)功率变换器的三相电流过流，中性线(n线)零序电流过流；(b)零序电流控制不当引起有功功率二倍频波动，加剧直流侧的母线电压波动，造成直流母线的过压保护。
3、因此，三相四线制功率变换器具有如下技术需求：(a)需要将三相四线制功率变换器的四线(具体包括a线、b线、c线和n线)电流控制在功率变换器的硬件允许范围内，避免过流导致器件损坏；(b)利用零序电流抑制功率变换器输出的有功功率二倍频波动，以减小直流母线的电压波动。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种功率变换器
2、第一方面，本申请提供一种功率变换器包括三相四线制功率变换电路和控制器。其中，控制器用于根据三相四线制功率变换电路输出的三相电压值确定电网是否发生不对称故障，不对称故障具体包含单相接地，两相短路，两相短路接地故障。具体地，控制器可以通过确定三相四线制功率变换电路输出的三相电压中任意一相电压值低于第一阈值(第一阈值也可以称为低压阈值)，且确定任意两相电压值的差值大于第二阈值的方式，确定电网是否发生不对称故障。三相四线制功率变换电路一般由开关管、二极管、电感、电容等器件组成，三相四线制功率变换电路的工作状态可以通过调节这些器件(例如开关管)的工作状态来实现。控制器与三相四线制功率变换电路中器件的控制端连接，控制器用于调节三相四线制功率变换电路中器件的工作状态，以使在电网发生不对称故障时，根据三相四线制功率变换电路输出的正序电流、负序电流和零序电流之间的电压幅值和电流幅值，控制三相四线制功率变换电路的输入电压波动减小，用以减小电网发生不对称故障所引起的直流母线的电压波动。
3、在本申请一些实施例中，控制器具体用于：调整三相四线制功率变换电路输出的零序电流的零序电流幅值与负序电流的负序电压幅值的相关关系，和零序电流幅值与正序电流的正序电压幅值的相关关系，并且调整正序电流的正序电流幅值与正序电压幅值的相关关系，和正序电流幅值与零序电流的零序电压幅值的相关关系，并且调整负序电流的负序电流幅值与负序电压幅值的相关关系，和负序电流幅值与零序电压幅值成负相关关系，以使三相四线制功率变换电路的输入电压波动减小。
4、在本申请一些实施例中，控制器可以控制三相四线制功率变换电路输出的正序电流、负序电流和零序电流满足以下特征，避免三相四线制功率变换电路的过流问题。控制器可以控制正序电流的正序电流幅值与正序电压幅值成正相关关系，且正序电流幅值与零序电压幅值成正相关关系；控制负序电流的负序电流幅值与负序电压幅值成正相关关系，且负序电流幅值与零序电压幅值成负相关关系；控制零序电流的零序电流幅值与负序电压幅值成正相关关系，且零序电流幅值与正序电压幅值成负相关关系。
5、在本申请一些实施例中，控制器具体用于：根据正序电压幅值和零序电压幅值的加权求和值控制正序电流幅值，根据负序电压幅值和零序电压幅值的加权求差值控制负序电流幅值，根据负序电压幅值和正序电压幅值的加权求差值以及三相四线制功率变换器的n线允许流过的零序最大限流值中的较小值控制负序电流幅值。其中，第一调节系数为正序电压幅值在加权求和时的权重，第一调节系数的取值范围为[0,10]；第二调节系数为零序电压幅值在加权求和时的权重，第二调节系数的取值范围为[0,10]。第三调节系数为负序电压幅值在加权求差时的权重，第三调节系数的取值范围为[0,10]；第四调节系数为零序电压幅值在加权求差时的权重，第四调节系数的取值范围为[0,10]。第五调节系数为负序电压幅值在加权求差时的权重，第五调节系数的取值范围为[0,10]，第六调节系数为正序电压幅值在加权求差时的权重，第六调节系数的取值范围为[0,10]。
6、在本申请一些实施例中，控制器可以随电网条件变化而自适应调节正序电流幅值与正序电压幅值成正相关关系的第一调节系数，使第一调节系数与正序电压幅值和负序电压幅值之和成反比关系，且第一调节系数与零序电流幅值成反比关系；以及，控制器可以随电网条件变化而自适应调节正序电流幅值与零序电压幅值成正相关关系的第二调节系数，使第二调节系数与正序电压幅值和负序电压幅值之和成反比关系，且第二调节系数与零序电流幅值成正比关系。第一调节系数和第二调节系数的自适应设置，有助于利用零序电流和负序电流共同抑制有功功率二倍频波动，并提高正序电压支撑能力。
7、在本申请一些实施例中，控制器可以随电网条件变化而自适应调节负序电流幅值与负序电压幅值成正相关关系的第三调节系数，使第三调节系数与正序电压幅值和负序电压幅值之和成反比关系，且第三调节系数与零序电流幅值成反比关系；以及，控制器可以随电网条件变化而自适应调节负序电流幅值与零序电压幅值成负相关关系的第四调节系数，使第四调节系数与正序电压幅值和负序电压幅值之和成反比关系，且第四调节系数与零序电流幅值成正比关系。第三调节系数和第四调节系数的自适应设置，有助于利用零序电流和负序电流共同抑制有功功率二倍频波动，并提高正序电压支撑能力。
8、在本申请一些实施例中，控制器可以随电网条件变化而自适应调节零序电流幅值与负序电压幅值成正相关关系的第五调节系数，使第五调节系数与零序电压幅值成反比关系，且第五调节系数与正序电流幅值成正比关系；以及，控制器可以随电网条件变化而自适应调节零序电流幅值与正序电压幅值成负相关关系的第六调节系数，使第六调节系数与零序电压幅值成反比关系，且第六调节系数与负序电流幅值成正比关系。第五调节系数和第六调节系数的自适应设置，有助于利用零序电流和负序电流共同抑制有功功率二倍频波动，并提高正序电压支撑能力。
9、在本申请一些实施例中，在正序电流幅值、负序电流幅值与零序电流幅值之和的总电流幅值大于设定的电流限幅值时，可以控制器将正序电流幅值调整至不大于第一限流值，将负序电流幅值调整至不大于第二限流值，将零序电流幅值调整至不大于第三限流值；其中，第一限流值为调整前的正序电流幅值以及电流限幅值与总电流幅值的比值的乘积值，第二限流值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括三相四线制功率变换电路和控制器；
2.如权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述根据所述三相四线制功率变换电路输出的正序电流、负序电流和零序电流之间的电压幅值和电流幅值，控制所述三相四线制功率变换电路的输入电压波动减小，包括：
3.如权利要求1或2所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于：
4.如权利要求1-3任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于：
5.如权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
6.如权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
7.如权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
8.如权利要求1-7任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器具体用于：
9.如权利要求1-8任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
10.如权利要求1-8任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
11.如权利要求1-8任一项所述的
12.一种储能系统，其特征在于，包括：储能单元和如权利要求1-11任一项所述的功率变换器；
13.一种功率变换器的控制方法，其特征在于，所述功率变换器包括三相四线制功率变换电路和控制器；所述控制器用于执行所述控制方法，所述控制方法包括：
14.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述三相四线制功率变换电路输出的正序电流、负序电流和零序电流之间的电压幅值和电流幅值，控制所述三相四线制功率变换电路的输入电压波动减小，包括：
15.如权利要求13或14所述的控制方法，其特征在于，还包括：
16.如权利要求13至15任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
17.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
18.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
19.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
20.如权利要求13-19任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体包括：
21.如权利要求13-20任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
22.如权利要求13-20任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
23.如权利要求13-20任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种功率变换器，其特征在于，包括三相四线制功率变换电路和控制器；
2.如权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述根据所述三相四线制功率变换电路输出的正序电流、负序电流和零序电流之间的电压幅值和电流幅值，控制所述三相四线制功率变换电路的输入电压波动减小，包括：
3.如权利要求1或2所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于：
4.如权利要求1-3任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于：
5.如权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
6.如权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
7.如权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
8.如权利要求1-7任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器具体用于：
9.如权利要求1-8任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
10.如权利要求1-8任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
11.如权利要求1-8任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于：
12.一种储能系统，其特征在于，包括：储能单元和如权利要求1-11任一项所述的功率变换器；
【专利技术属性】
技术研发人员：张美清，董明轩，辛凯，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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