[发明专利]一种具备自适应限流功能的中间变流器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种具备自适应限流功能的中间变流器，包括电压电流正负序分离模块、正负序电压控制外环模块、参考电流幅值预测及自适应限流控制模块、正负序电流内环控制模块、PWM驱动模块，其控制方法为中间变流器交流侧电压、电流通过二阶广义积分器分离、等幅值Clark变换、差值、PI单元、有功无功解耦处理得到dq坐标系下内环参考电流正负序分量；接着采用反Clark变换、幅值预测算法自适应限流与直流母线电压允许偏移范围和振荡范围的最大过流能力进一步限流，最终得到abc坐标系下电压调制波；驱动中间变流器电力电子开关器件开断。不仅提升了交流微电网故障期间交流及直流母线电压质量与中间变流器两侧电流质量，而且无需增加额外单元，灵活性高。

技术领域

本发明属于交直流混合微电网中间变流器控制技术领域，涉及一种具备自适应限流功能的中间变流器及其控制方法。

背景技术

交直流混合微电网融合了交流与直流微电网，从架构上使交流与直流微源灵活地组网，省去了多个中间变换环节，因而更具兼容性，是未来微电网发展的必然趋势。其中，中间变流器(Interlinking Converter，IC)是连接交流和直流微电网的重要桥梁，是促进系统能量交换，维持交流与直流系统稳定的关键装备；其工作可靠性和稳定性对交直流混合微电网至关重要。

中间变流器(IC)连接在交流和直流母线之间，直流侧故障一般通过断路器快速切除，而交流侧故障切除速度小于直流侧故障切除速度，并且允许故障时可以在某些特殊情况下带故障运行。但中间变流器(IC)是连接交流和直流母线之间的装备，不能随意脱网，交流侧故障时，一方面会导致基于电力电子器件的中间变流器(IC)过流时易烧毁；另一方面，交流侧的故障会经过中间变流器(IC)的耦合作用传递给直流侧，导致直流母线电压跌落或振荡，影响直流微电网的供电。

发明内容

本发明提供一种具备自适应限流功能的中间变流器及其控制方法，解决交直流混合微电网中交流侧故障时导致中间变流器(IC)过流烧坏的问题；及解决交流侧故障经中间变流器(IC)传递给直流侧，导致直流母线电压跌落或振荡，影响直流微电网的供电的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种具备自适应限流功能的中间变流器，包括：

基于二阶广义积分器的电压电流正负序分离模块，用于将采集的中间变流器交流侧电压信号和电流信号分离为正、负序分量，并采用等幅值Clark变换将abc坐标系下的三相电流正、负序分量转换为dq坐标系下的电流正负序分量；

正负序电压控制外环模块，用于将等幅值Clark变换分离后的abc坐标系下的三相电压正序分量、负序分量转换为dq坐标系下的电压正序分量、负序分量，然后将d轴、q轴额定参考电压正序分量、负序分量分别与d轴、q轴电压正序分量、负序分量进行差值处理得到电压差，将得到的电压差经PI单元、有功无功解耦处理得到dq坐标系下内环参考电流正序分量、负序分量；

参考电流幅值预测及自适应限流控制模块，用于将dq坐标系下内环参考电流正序分量、负序分量采用反Clark变换为abc坐标系下内环参考电流正序分量、负序分量，通过叠加得到abc坐标系下实际参考电流，并利用预测算法对实际参考电流各相电流进行幅值预测；接着利用得到的幅值预测进行自适应限流，得到限流之后的内环参考电流，接着将限流之后的内环参考电流采用等幅值Clark变换为dq坐标系下的限流之后内环参考电流正序分量、负序分量；然后利用直流母线电压允许偏移范围和振荡范围的最大过流能力进行限流，得到dq坐标系下最大过流能力的内环参考电流正序分量、负序分量，最终实现中间变流器输出电流的自适应抑制；

正负序电流内环控制模块，用于处理参考电流幅值预测及自适应限流控制模块传递来的最大过流能力的内环参考电流正序分量、负序分量，进而得到abc坐标系下的电压调制波；

PWM驱动模块，用于生成电力电子器件驱动信号，驱动中间变流器电力电子开关器件开断。