[发明专利]适合于新能源分布式并网变流器的主从电流控制装置

说明书

本发明公开了一种适合于新能源分布式并网变流器的主从电流控制装置；由于电网条件的不确定性，并网变流器在接入不同电网条件时可能会由于阻抗不匹配而导致变流器入网电流谐波放大、功率波动、变流器不稳定等问题，危及变流器安全、缩短变流器寿命，必须要保证变流器在不同电网条件下的输出阻抗与电网阻抗的匹配来减小变流器与电网的相互影响。本发明包括主从电流控制部分，其中并网变流器的主电流控制部分实现基波电流调制；从电流控制部分采用在变流器的输出端串联一组有源功率变换装置的策略，通过结合电网公共端谐波电压单位前馈控制和谐波电流调制，从而消除电网阻抗和并网电流谐波分量。

技术领域

本发明属于交流电网中变流器控制技术领域，具体设计一种适合于新能源分布式并网变流器的主从电流控制方法和装置。

背景技术

随着全球能源危机与环境压力的增加，新能源分布式发电技术备受瞩目。新能源分布式发电系统通常由多个并网功率变流器将可再生能源转换为交流或直流并入电网。当电网的内阻为零或几乎为零时，注入电网的电流几乎不会对电网电压造成影响，这种电网通常被称之为强电网；当电网的内阻不可忽略时，电网电压会随着注入电网的电流值的变化而变化，并网变流器的输出阻抗与电网内阻不匹配时甚至会危及到系统的安全，这种电网可以称之为相对弱电网。由于电网条件的未知性，变流器的控制器需要能够兼容不同的电网工况，即变流器的输出阻抗需要匹配不同的电网阻抗，这给变流器的控制器设计带来了困难，尤其是基于LCL型滤波器输出的变流器的控制器设计。当并联在电网公共端的并网变流器数量增加时，这种困难随之增加，严重时甚至威胁到电网的安全稳定运行。目前大多数的研究仍聚焦在通过建立特定的分布式并网发电系统的数学模型来提出相应的控制方法和利用谐波的注入等对电网阻抗进行预测，对于物理实现并网变流器与电网的完全解耦方法还缺乏报道。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种适合于新能源分布式并网变流器的主从电流控制装置，本发明通过主电流控制部分实现对基波并网电流的控制，以及从电流控制部分采用串联于变流器输出端的有源功率变换装置来消除电网阻抗和实现入网电流谐波的有效抑制。

本发明一种适合于新能源分布式并网变流器的主从电流控制装置，包括并网变流器的主电流控制单元和串联于并网变流器输出端的有源功率变换装置的从电流控制单元；

所述的并网变流器的主电流控制单元将公共端电网电压单位前馈的输出信号v_pcc和电流补偿器的输出信号v_co叠加，叠加信号经由中心频率为工频的带通滤波器滤波后得到只包含基波成分的调制波v_m，调制波v_m经由脉宽调制器转换为驱动变流器半导体开关管的PWM信号；

所述的有源功率变换装置的从电流控制单元将电网公共端谐波电压单位前馈输出信号v_pcc,h和并网谐波电流补偿器的输出信号v_cco相叠加，叠加信号经由脉宽调制器转换为驱动有源功率变换装置的半导体开关管的PWM信号；所述的电网公共端谐波电压单位前馈输出信号v_pcc,h为公共端电网电压单位前馈的输出信号v_pcc经过带阻滤波器滤波后的谐波电压；所述的并网谐波电流补偿器的输出信号v_cco为主电流控制形成的电流误差信号i_e经过带阻滤波器NF滤波后，形成只包含误差谐波电流的信号i_e,h；误差谐波电流信号i_e,h通过PI控制器得到并网谐波电流补偿器的输出信号v_cco。

所述的并网变流器的主电流控制单元的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤1.检测变流器输出电流i_o和公共端电网电压单位前馈的输出信号v_pcc；