[发明专利]新能源发电并网变流器的变阻抗滤波电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波电路，特别涉及一种新能源发电并网变流器的变阻抗滤波电路及其控制方法。

背景技术

新能源并网发电并网变流器的滤波电路一般采用LC形式或者LCL形式，用来将变流器输出的高频脉冲波平滑为交流正弦波，提高并网的电能质量。LC滤波电路与LCL滤波电路主电路原理示意图如下图1、2所示。

新能源并网变流器滤波电路一般根据变流器自身特性设计相应的参数取值。如开关频率、控制频率、装置容量等参数确定后，会有设计固定参数的电感L、电容C滤除逆变电路产生的谐波，使输入到电网中的电能为平滑正弦波。

正如上文所述，新能源并网变流器只考虑滤除本身逆变电路产生的开关谐波，未考虑适应电网及其他部件与并网变流器交互过程的谐波的影响。当电网及其他部件中存在谐波时，LC滤波电路、LCL滤波电路会与电网及其他部件的阻抗产生波形高频震荡放大，这些高频震荡放大会恶化并网电能质量，引起部件烧毁或使设备寿命缩短等问题。

如电网或者其他部件在新能源发电设备运行过程，某个工况产生1.5kHz谐波，而并网变流器的LC滤波电路或者LCL滤波电路的低阻抗频率点也在1.5kHz附近，则并网变流器的并网点会产生1.5kHz谐波放大现象，严重的情况下会产生设备烧毁或者变流器不能并网等情况，造成巨大损失。

针对低频震荡可以在控制算法上进行有源阻尼控制等软件控制策略予以解决，但对于高频震荡，由于控制器采样频率及控制带宽限制并不能通过软件控制算法进行解决。

发明内容

本发明提出了适用于新能源发电并网变流器的变阻抗滤波电路拓扑发明及控制策略，用来解决并网变流器与电网及其他部件之间电参数阻抗高频震荡，谐波放大的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案在于提供一种新能源发电并网变流器的变阻抗滤波电路，其特征在于，

在并网变流器的滤波回路中，设置有多组并联的可控投切电容组；每一组包含串联的电容和可控开关；

通过与各组可控开关分别信号连接的控制器，发出驱使设定组数的可控开关进行闭合或断开的指令，来将相应组数的电容投入所述滤波回路或者从所述滤波回路切除。

可选地，所述滤波回路是设在逆变电路与电网之间的LC滤波器或LCL滤波电路。

可选地，所述可控开关是继电器。

可选地，各组电容的容值相等或不相等。

本发明的另一个技术方案是提供一种上述变阻抗滤波电路的控制方法，在并网变流器的运行过程中，根据谐波源与滤波回路产生震荡的工况，控制器计算为消除震荡需要在滤波回路中投入或切除的可控投切电容组的数量；

所述控制器发送指令，使需要投入或切除的可控投切电容组中的可控开关进行闭合或断开，来将相应的电容投入所述滤波回路或者从所述滤波回路切除，对滤波回路进行阻抗调整。

可选地，在并网变流器的运行过程中，为确认所需投入的可控投切电容组，所述控制器对各组电容的投切次数进行比较，先将投切次数小的电容投入；投切次数相等时，先将运行时间值小的电容投入；

在并网变流器的运行过程中，为确认所需切除的可控投切电容组，所述控制器对各组电容的运行时间进行比较，先将运行时间值大的电容切除；运行时间相等时，先将投切次数大的电容切除。

可选地，在并网变流器运行之前，包含并网变流器的启动状态；

在启动状态下，所述控制器对滤波回路中每组电容的投切次数、运行时间进行读取；按照滤除开关谐波要求，设定滤波回路的运行参数，确定启动状态需投入的可控投切电容组的数量；

为确认所需投入的可控投切电容组，所述控制器对各组电容的投切次数进行比较，先将投切次数小的电容投入；投切次数相等时，先将运行时间值小的电容投入。

可选地，在并网变流器的运行过程中，所述控制器读取实时更新的电容运行时间；在完成向滤波回路投入或切除电容的动作后，所述控制器读取更新的电容动作次数。

与现有技术相比，本发明所述新能源发电并网变流器的变阻抗滤波电路及其控制方法，其优点在于：