【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制氢变换器控制领域，具体涉及制氢电力电子变换器在弱电网下稳定并网的协调控制方法。
技术介绍
1、可再生能源的主要载体就是电和氢，在动力、储能方面两者具有互补性，作为无碳工业原料，氢具有不可替代性。新近发布的《中国氢能源及燃料电池产业发展报告》显示，今年可再生能源制氢示范项目将持续释放，产能有望达十五万吨。制氢电力电子变换器是应用于可再生能源制氢系统的一种具有优势的拓扑，拥有较宽范围的降压范围，能够在直流电压较低的情况下实现良好的并网运行。此外，该拓扑已被证明其在电网不平衡以及电网出现断相故障时能够维持正弦的电网三相电流。实际应用中，由于系统通常会省去连接前后级电路的支撑电解电容，故前后级电路无法实现解耦合，只能通过对直流链电感电流的合理控制来对前后级电路的自由度进行统一调节，由此导致了繁琐的控制策略。需要说明的是，直流链电感电流并不是系统的控制目标。此外，较少文献对制氢电力电子变换器在弱电网下如何稳定运行提出相应的控制策略。因此，如何在弱电网的情况下使得制氢电力电子变换器稳定并网，维持较高电网电流质量，并尽可能减少冗余变量的控制环节，节省直流链电感电流传感器，降低软件与硬件成本，亟需研究一种系统协调控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术是为了避免使用直流链电感电流控制回路以及相应传感器，简化控制环路并节省硬件成本的基础上使得系统稳定并网，设计了一种制氢电力电子变换器在弱电网下稳定并网的协调控制方法，利用公共耦合点电压角度，并将用公共耦合点电压控制环路的输出对前级整流
2、本专利技术采用的技术方案是，制氢电力电子变换器在弱电网下稳定并网的协调控制方法，包括连接在电网侧的变换器，所述的变换器的电路结构中包括三相滤波电路、与三相滤波电路连接的由六个开关器件组成的前级整流buck变换器电路、与前级整流buck变换器电路连接的直流链电感、与直流链电感连接的后级直流变换器开关、以及输入电容，在此基础上，所述的协调控制方法是用桥臂输入电压理论值与桥臂输入电压补偿变量相加后，作为前级整流buck变换器电路的输出电压信号与后级变换器的输出电压进行计算处理得到参考占空比，来实现直流链电感的电流六倍频脉动。
3、所述的桥臂输入电压理论值是通过以下步骤得来的：
4、s1-1、获取并网有功功率误差，将并网有功功率误差经过pi控制器处理后得出角频率，所述的角频率与参考角频率2πf之和经过积分得出公共耦合点电压角度；
5、s1-2、获取并网无功功率误差，将并网无功功率误差经过pi控制器处理后得出公共耦合点电压幅值参考值，并通过瞬时功率法计算得出并网电流幅值参考值；
6、s1-3、将s1-1中的公共耦合点电压角度与s1-2中的并网电流幅值参考值结合得出网侧三相电流参考值，进而得到公共耦合点三相电压参考值；
7、s1-4、用公共耦合点三相电压参考值除以公共耦合点电压幅值参考值后再取绝对值的最大值后，生成六倍频脉动函数；
8、s1-5、用1.5倍的公共耦合点电压幅值参考值除以六倍频脉动函数得到桥臂输入电压理论值。
9、所述的桥臂输入电压补偿变量是通过以下步骤得来的：
10、s2-1、获取并网无功功率误差，将并网无功功率误差经过pi控制器处理后得出公共耦合点电压幅值参考值；
11、s2-2、通过公共耦合点电压幅值参考值与公共耦合点电压的实际值做减法，所得到的误差经过pi控制器处理后得到桥臂输入电压补偿变量。
12、本专利技术的有益效果是，本专利技术的协同控制方法不再使用锁相环pll得出公共耦合点电压的角度，而是通过利用并网有功功率实现对公共耦合点电压角度的提取。此外，所提策略不再基于直流链电感电流的直接控制进而得出前级buck电路的参考占空比，而是对网侧电流直接控制，进而得出占空比。虽然直接控制直流链电感电流可以简单地实现对前级整流buck变换器电路的调控，但是直流链电感的电流与系统控制目标无关。对于逆变器或级联型逆变器而言，并网电流、公共耦合点电压与有功功率、无功功率分别达到其参考值才是控制目标。实现了前后级电路的协调控制，通过充分挖掘并利用公共耦合点电压幅值与前级整流buck变换器电路占空比之间的耦合关系，省去了直流链电感电流传感器，降低了控制环节的复杂程度，并能够在弱电网情况下实现良好稳定运行。
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1.制氢电力电子变换器在弱电网下稳定并网的协调控制方法，包括连接在电网侧的变换器，其特征在于：所述的变换器的电路结构中包括三相滤波电路、与三相滤波电路连接的由六个开关器件组成的前级整流Buck变换器电路、与前级整流Buck变换器电路连接的直流链电感、与直流链电感连接的后级直流变换器开关、以及输入电容，在此基础上，所述的协调控制方法是用桥臂输入电压理论值与桥臂输入电压补偿变量相加后，作为前级整流Buck变换器电路的输出电压信号与后级变换器的输出电压进行计算处理得到参考占空比，来实现直流链电感的电流六倍频脉动。
2.根据权利要求1所述的制氢电力电子变换器在弱电网下稳定并网的协调控制方法，其特征在于：所述的桥臂输入电压理论值是通过以下步骤得来的：
3.根据权利要求1所述的制氢电力电子变换器在弱电网下稳定并网的协调控制方法，其特征在于：所述的桥臂输入电压补偿变量是通过以下步骤得来的：
【技术特征摘要】
1.制氢电力电子变换器在弱电网下稳定并网的协调控制方法，包括连接在电网侧的变换器，其特征在于：所述的变换器的电路结构中包括三相滤波电路、与三相滤波电路连接的由六个开关器件组成的前级整流buck变换器电路、与前级整流buck变换器电路连接的直流链电感、与直流链电感连接的后级直流变换器开关、以及输入电容，在此基础上，所述的协调控制方法是用桥臂输入电压理论值与桥臂输入电压补偿变量相加后，作为前级整流buck变...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾望，孙晓义，李东建，王力崇，
申请(专利权)人：申科科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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