對變流器的功率電流進(jìn)行控制的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及變流器并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對變流器的功率電流進(jìn)行控制的 方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的如基于風(fēng)電、光伏等新能源的電場接入 電網(wǎng)中，減輕了對電網(wǎng)日趨沉重的電量供應(yīng)負(fù)擔(dān)，提高了電網(wǎng)應(yīng)對各種突發(fā)事件的能力。
[0003] 將一個電場并入電網(wǎng)通常采用變流器(主要是逆變器)來實現(xiàn)。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中 弱電網(wǎng)下三相并網(wǎng)逆變器的主電路圖，該主電路圖中包括直流電源110、電壓源型逆變器 120、輸出濾波器130、升壓變壓器140和弱電網(wǎng)150。其中，直流電源110可以是光伏電池、蓄 電池或燃料電池等直流電源，也可以是風(fēng)力發(fā)電或潮汐發(fā)電等構(gòu)成的交流電源經(jīng)過整流處 理后而得到的直流電源。
[0004]在弱電網(wǎng)中，由于不對稱故障、不對稱負(fù)載等因素的影響會產(chǎn)生電網(wǎng)不平衡的現(xiàn) 象，而電網(wǎng)不平衡會使得電網(wǎng)中的電壓或電流產(chǎn)生負(fù)序分量。因此，現(xiàn)有技術(shù)中采用一種正 負(fù)序控制的方式對變流器進(jìn)行控制，圖2為相應(yīng)的邏輯框架圖。如圖2所示，該邏輯框架中在 圖1所示結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還包括用于將正序電流和負(fù)序電流分離的正負(fù)序電流分離環(huán)節(jié) 210、直流電壓外環(huán)220、無功功率外環(huán)230、正序電流內(nèi)環(huán)240、負(fù)序電流內(nèi)環(huán)250、脈沖調(diào)制 生成環(huán)節(jié)260和正負(fù)序電壓分離環(huán)節(jié)270。如圖2所示，通過正負(fù)序控制的方式對變流器進(jìn)行 控制的處理為:從直流電源110獲取電壓給定值VdcRef以及電壓實測值Vdc，經(jīng)直流側(cè)電壓外 環(huán)220的比例調(diào)節(jié)器處理，得到有功電流參考值;同時獲取風(fēng)電機(jī)組的無功功率給定值QcRef 和無功功率實測值Qc，經(jīng)無功功率外環(huán)230的比例調(diào)節(jié)器處理，得到無功電流參考值;分別 獲取電網(wǎng)的各相實測電流Ia、Ib和Ic，并分別輸入到正負(fù)序電流分離環(huán)節(jié)210中經(jīng)過三相靜 止坐標(biāo)系-兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換和濾波處理后，得到正序電流和負(fù)序電流;類似的，各相 實測電壓值VA、VB和Vdl過正負(fù)序電壓分離控制環(huán)節(jié)270的處理后得到正序電壓和負(fù)序電 壓;將上述得到的正序電流、有功電流、無功電流和正序電壓輸入到正序電流內(nèi)環(huán)240中，以 生成三相電壓的正序電壓控制信號；同時，將負(fù)序電流，以及兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（即dp坐標(biāo)系） 下初始的Id和Iq輸入到負(fù)序電流內(nèi)環(huán)中，輸出負(fù)序電壓控制信號。將輸出的正、負(fù)序電壓控 制信號疊加輸入到脈沖調(diào)制生成環(huán)節(jié)，以生成逆變器的控制信號。
[0005] 前述對變流器進(jìn)行控制的方法至少存在以下問題:采用正負(fù)序控制的方式對變流 器進(jìn)行控制是通過對電網(wǎng)中的各相電流進(jìn)行整體性的統(tǒng)一調(diào)整，而如果電網(wǎng)中存在相對于 電網(wǎng)的額定電壓未發(fā)生電壓跌落的相，仍然采用正負(fù)序控制的方式對該相進(jìn)行相應(yīng)的處 理，則會造成該相的電壓升高，從而引起變流器輸出電壓故障，影響變流器的正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的實施例提供一種對變流器的功率電流進(jìn)行控制的方法和裝置，通過對并 網(wǎng)逆變器中電網(wǎng)跌落相輸出的無功電流的調(diào)整，從而可避免了未跌落相的電壓的升高現(xiàn)象 的發(fā)生，增強(qiáng)了變流器對電網(wǎng)尤其是弱電網(wǎng)的適應(yīng)性。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種對變流器的功率電流進(jìn)行控制的方 法。所述方法包括:對于將直流側(cè)電源通過三相并網(wǎng)逆變器并入電網(wǎng)的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，在電 網(wǎng)電壓產(chǎn)生不平衡跌落時，增加三相并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)跌落相輸出的無功電流，并調(diào)整對 應(yīng)跌落相的有功電流，對應(yīng)跌落相的總功率電流小于輸出電流額定值，所述總功率電流根 據(jù)所述無功電流及有功電流確定。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例還提供了一種對變流器的功率電流進(jìn)行控制的 裝置，所述裝置包括:無功電流調(diào)整模塊，設(shè)置在將直流側(cè)電源并入電網(wǎng)的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中 三相并網(wǎng)逆變器的輸入端，用于在電網(wǎng)電壓產(chǎn)生不平衡跌落時，增加三相并網(wǎng)逆變器在電 網(wǎng)跌落相輸出的無功電流；
[0009]有功電流調(diào)整模塊，設(shè)置在所述并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中三相并網(wǎng)逆變器的輸入端，用于 調(diào)整對應(yīng)跌落相的有功電流，
[0010] 其中，對應(yīng)跌落相的總功率電流小于輸出電流額定值，所述總功率電流根據(jù)所述 無功電流及有功電流確定。
[0011] 本發(fā)明實施例提供的對變流器的功率電流進(jìn)行控制的方法和裝置，通過對并網(wǎng)逆 變器中電網(wǎng)跌落相輸出的無功電流的調(diào)整，同時調(diào)整對應(yīng)相的有功電流以滿足對應(yīng)相的總 功率電流小于輸出電流額定值，從而可避免了未跌落相的電壓的升高現(xiàn)象的發(fā)生，增強(qiáng)了 變流器對電網(wǎng)尤其是弱電網(wǎng)的適應(yīng)性。
【附圖說明】
[0012] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中弱電網(wǎng)下三相并網(wǎng)逆變器的主電路圖；
[0013]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中采用正負(fù)序控制的方式進(jìn)行變流器功率電流調(diào)整的邏輯框架 圖；
[0014]圖3為本發(fā)明實施例提供的對變流器的功率電流進(jìn)行控制的方法一個實施例的流 程圖；
[0015]圖4為本發(fā)明實施例提供的對變流器的功率電流進(jìn)行控制的方法另一個實施例的 流程圖；
[0016]圖5為本發(fā)明實施例提供的對變流器的功率電流進(jìn)行控制的邏輯框架圖；
[0017]圖6為現(xiàn)有技術(shù)中采用正負(fù)序控制的方式對應(yīng)得到的三相電壓的輸出信號示意 圖；
[0018]圖7為本發(fā)明實施例提供的對變流器的功率電流進(jìn)行控制的方法得到的三相電壓 的輸出信號示意圖；
[0019]圖8為本發(fā)明實施例提供的對變流器的功率電流進(jìn)行控制的裝置一個實施例的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0020] 圖9為本發(fā)明實施例提供的對變流器的功率電流進(jìn)行控制的裝置的另一個實施例 的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 附圖標(biāo)號說明
[0022] 110-直流電源、120-電壓源型逆變器、130-輸出濾波器、140-升壓變壓器、150-弱 電網(wǎng)、210-正負(fù)序電流分離環(huán)節(jié)、220-直流電壓外環(huán)、230-無功功率外環(huán)、240-正序電流內(nèi) 環(huán)、250-負(fù)序電流內(nèi)環(huán)、260-脈沖調(diào)制生成環(huán)節(jié)、270-正負(fù)序電壓分離環(huán)節(jié)、810-無功電流 調(diào)整模塊、820-有功電流調(diào)整模塊、830-電壓獲取模塊。
【具體實施方式】
[0023] 本方案的發(fā)明構(gòu)思是，本方案可應(yīng)用于并網(wǎng)逆變器，通過對并網(wǎng)逆變器中電網(wǎng)跌 落相輸出的無功電流的調(diào)整，并調(diào)整對應(yīng)跌落相的有功電流以滿足對應(yīng)跌落相的總功率電 流小于輸出電流額定值，從而可避免了未跌落相的電壓的升高現(xiàn)象的發(fā)生，增強(qiáng)了變流器 對電網(wǎng)尤其是弱電網(wǎng)的適應(yīng)性。
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例對變流器的功率電流進(jìn)行控制的方法和裝置進(jìn)行 詳細(xì)描述。
[0025] 實施例一
[0026]圖3是本發(fā)明實施例提供的對變流器的功率電流進(jìn)行控制的方法一個實施例的流 程圖。該方法的執(zhí)行主體可以為風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)逆變器的控制器。如圖3所示，該對變流器 的功率電流進(jìn)行控制的方法具體包括：
[0027] S310,對于將直流側(cè)電源通過三相并網(wǎng)逆變器并入電網(wǎng)的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，在電網(wǎng) 電壓產(chǎn)生不平衡跌落時，增加三相并網(wǎng)逆變器在電網(wǎng)跌落相輸出的無功電流。
[0028]在并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，考慮到在將直流側(cè)電源通過三相并網(wǎng)逆變器并入電網(wǎng)的過程 中，三相電壓的跌落存在不平衡，整體調(diào)整勢必會導(dǎo)致未跌落相的電壓增大。而在并網(wǎng)發(fā)電 系統(tǒng)中，由于輸入的有功電流或有功功率的大小確定后，輸出的有功電流或有功功率的數(shù) 值通常也可以確定，即正常情況下并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中消耗的有功功率較穩(wěn)定，而無功電流或 無功功率則需要根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓幅值和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中相應(yīng)的無功控制策略來制定，對 于電壓發(fā)生跌落的電網(wǎng)跌落相，可以通過對應(yīng)調(diào)整相應(yīng)無功電流的方式對并網(wǎng)逆變器進(jìn)行 控制，進(jìn)而提高電網(wǎng)跌落相上的電壓，實現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定。具體地，在將直流側(cè)電源通過三相 并網(wǎng)逆變器并入電網(wǎng)的過程中，可預(yù)先在如圖1的電壓源型逆變器120的輸出側(cè)安裝用于測 量各相輸出電壓的電壓測量設(shè)備，例如電壓傳感器等，并記錄電網(wǎng)的給定電壓值和輸出電 流給定值。然后