[发明专利]一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法及系统，包括：通过外电压环控制生成控制参考电流；直流母线上的本地直流电压经过纹波抑制路径生成纹波基准电流；其中，所述纹波抑制路径包括带通滤波器和虚拟电阻；带通滤波器用于实现在稳态和瞬态过程中的纹波均流，虚拟电阻用于保证纹波电流均流的效果；所述控制参考电流和纹波基准电流进入内部电流控制器，输出用于控制变流器开关管的控制信号，实现变流器纹波均流控制。本发明控制方法能够同时适用于dc‑APF或者基于SC的ESS中的BDC中，实现适当纹波电流均流的控制方案，具有广阔的工程应用前景。

技术领域

本发明涉及电力系统运行控制技术领域，尤其涉及一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

交直流混合微电网已被公认为是现代电网中集成各种交直流分布式能源和负载的有效的解决方案。交直流混合微电网分为交流子网络和直流子网络，可以灵活组织交流和直流的电源或负载，减少功率转换并提高效率。然而，由于电力电子设备的高度渗透和电力转换的多样性，在单相微电网或不平衡三相微电网中，直流子电网的二次纹波会导致严重的电能质量问题，甚至出现故障并缩短寿命。直流总线上的二次纹波是由有功功率波动引起的。使用多个互连转换器(ILC)并联可以共享纹波电流，抑制有功功率的二次分量从而降低电流应力并获得可接受的交流和直流电能质量。当ILC的容量不足以很好地处理纹波时，有必要安装dc-dc转换器来处理二次纹波。

半桥双向dc-dc变流器(BDC)可用于抑制直流子网络中的二次纹波。然而，单个dc-dc转换器的容量可能不足以抑制纹波，需要分布式补偿。此外，转换器还应确保整个直流子网络的直流电压质量，所以需要多个dc-dc转换器共享纹波电流。但是，现有技术并未考虑多个dc-dc变流器的纹波电流的共享、分配与抑制问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法及系统，能够同时适用于直流有源电力滤波器(dc-APF)和基于超级电容器(SC)的储能系统(ESS)，实现适当纹波电流均流，有效抑制交直流混合微电网直流子电网的二次纹波。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法，包括：

通过外电压环控制生成控制参考电流；

直流母线上的本地直流电压经过纹波抑制路径生成纹波基准电流；其中，所述纹波抑制路径包括带通滤波器和虚拟电阻；所述带通滤波器用于实现在稳态和瞬态过程中的纹波均流，所述虚拟电阻用于保证纹波电流均流的效果；

所述控制参考电流和纹波基准电流进入内部电流控制器，输出用于控制变流器开关管的控制信号，实现变流器纹波均流控制。

作为进一步地方案，所述内部电流控制器为加入了谐振控制器的比例积分控制器。

作为进一步地方案，所述带通滤波器的品质因数的下限由所有参与纹波抑制的变流器的最低开关频率决定，所有参与纹波抑制的变流器中使用相同的带通滤波器品质因数。

作为进一步地方案，所述虚拟电阻具体为：

其中，γ是直流母线上的最大纹波系数，V_DC为直流母线上的本地直流电压，P是BDC的额定功率，η是功率利用率系数。

作为进一步地方案，对于基于超级电容器的储能系统，外电压环采用SOC控制或电力调度命令控制，生成电流控制参考的直流分量；对于直流有源电力滤波器，外电压环具体为：低压侧电容电压经过电容电压控制生成电流控制参考的直流分量。