一种基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统及方法与流程

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1.本发明涉及并网型变换器技术领域,特别是涉及一种基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统及方法。


背景技术:

2.目前,实际应用的并网型变换器大都采用网络跟踪型(跟网型)控制策略。其基本原理是,利用锁相环(phase locked loop,pll)跟踪并网型变换器并网点的系统电压相位,利用解耦的电流跟踪控制策略分别控制注入或流出电网的有功电流和无功电流,等效为三相电流源。
3.一方面,跟网型控制策略使并网型变换器输出的有功功率和无功功率与电网的运行状态解耦,不利于电力系统的频率稳定性和电压稳定性。
4.另一方面,锁相环的输出与电网之间存在强耦合,在并入弱系统时会降低并网变换器的抗干扰稳定性。随着电力电子装置总容量,尤其是新能源装机容量的不断攀升,并网型变换器对电力系统稳定性的影响日益明显。
5.针对跟网型变换器的问题,人们提出了网络构造型(构网型)变换器。构网型变换器不需要锁相环,可以实现与电网间的自同步。同时,其输出特性可等效为三相电压源,在孤网和并网模式下均能正常工作,有利于电力系统的频率支撑和电压支撑,已经在实际工程中得到了初步地应用。但是,目前,构网型变换器存在输出电流中负序分量较高的问题。
6.其原因在于:1)由于脉冲宽度调制(pulse width modulation,pwm)驱动的控制精度、元件参数不对称等原因,可能会导致构网型变换器在正常工作时三相系统电压和三相输出电流存在轻微的不对称现象,即三相系统电压和三相输出电流中存在少量的负序分量;2)当电力系统发生不对称故障后,构网型变换器出口处系统电压严重不对称,由于构网型变换器仅能输出正序电压,从而导致其输出电流中存在幅值较大的负序分量,部分工况下会导致并网型变换器过流,对变换器和电力系统的稳定运行造成不良影响。


技术实现要素:

7.本发明实施例的目的是提供一种基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统及方法,以降低变换器输出电流的负序分量,提高变换器和电力系统运行的稳定性。
8.为实现上述目的,本发明实施例提供了如下方案:
9.一种基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统,所述基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统包括并网型变换器构网型控制系统,负序电流反馈模块和负序电压前馈控制模块;
10.所述并网型变换器构网型控制系统输出三相输出电流;
11.所述负序电流反馈模块包括:
12.第一滤波单元,用于对三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值;所述负序分量瞬时值包括所述三相输出电流中任意一相负序分量瞬时值;
13.放大单元,与所述第一滤波单元连接,用于对所述负序分量瞬时值进行放大,得到放大后的负序分量瞬时值;
14.差值单元,与所述放大单元连接,用于将第一电压参考值与所述放大后的负序分量瞬时值做差值计算,得到差值;所述差值为第二电压参考值;
15.所述负序电压前馈控制模块包括:
16.第二滤波单元,用于对并网变换器并网点的三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量;所述三相负序分量包括所述三相系统电压中任意一相负序分量;
17.求和单元,与所述第二滤波单元连接,用于将所述第一电压参考值与所述三相负序分量做求和计算,得到和值;所述和值为第三电压参考值。
18.可选地,所述负序电压前馈控制模块还包括:
19.判定单元,与所述第二滤波单元连接,用于判定所述三相负序分量的线电压有效值与预设阈值的大小;
20.若所述三相负序分量的线电压有效值小于等于所述预设阈值,则输出所述第二电压参考值;
21.若所述三相负序分量的线电压有效值大于所述预设阈值,则输出所述第三电压参考值。
22.可选地,所述第一滤波单元包括:
23.第一park变换子模块,用于将所述三相输出电流进行park变换,得到变换后的三相输出电流;
24.第一滤波器,与所述第一park变换子模块连接,用于对所述变换后的三相输出电流进行过滤,得到滤波后的三相输出电流;
25.第一park反变换子模块,与所述第一滤波器连接,用于对所述滤波后的三相输出电流再次进行park变换,得到所述负序分量瞬时值。
26.可选地,所述第二滤波单元包括:
27.第二park变换子模块,用于将所述三相系统电压进行park变换,得到变换后的三相系统电压;
28.第二滤波器,与所述第二park变换子模块连接,用于对所述变换后的三相系统电压进行过滤,得到滤波后的三相系统电压;
29.第二park反变换子模块,与所述第二滤波器连接,用于对所述滤波后的三相系统电压再次进行park变换,得到所述三相负序分量。
30.可选地,所述三相负序分量的线电压有效值计算公式为:
[0031][0032]
其中,u
neg
表示三相负序分量的线电压有效值,u
a_neg
表示a相的负序分量瞬时值,u
b_neg
表示b相的负序分量瞬时值,u
c_neg
表示c相的负序分量瞬时值。
[0033]
为实现上述目的,本发明实施例还提供了如下方案:
[0034]
一种基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法,基于前述的基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统,包括:
[0035]
获取三相输出电流,并对所述三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值;并网
型变换器构网型控制系统输出所述三相输出电流;所述负序分量瞬时值包括所述三相输出电流中任意一相负序分量瞬时值;
[0036]
将所述负序分量瞬时值进行放大,得到放大后的负序分量瞬时值;
[0037]
将第一电压参考值与所述放大后的负序分量瞬时值做差值计算,得到差值;所述差值为第二电压参考值;
[0038]
获取三相系统电压,并对所述三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量;所述三相负序分量包括所述三相系统电压中任意一相负序分量瞬时值;
[0039]
将所述第一电压参考值与所述三相负序分量做求和计算,得到和值;所述和值为第三电压参考值。
[0040]
可选地,所述基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法还包括:
[0041]
判定所述三相负序分量的线电压有效值与预设阈值的大小;
[0042]
若所述三相负序分量的线电压有效值小于等于所述预设阈值,则输出所述第二电压参考值;
[0043]
若所述三相负序分量的线电压有效值大于所述预设阈值,则输出所述第三电压参考值。
[0044]
可选地,所述对三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值具体包括:
[0045]
将所述三相输出电流进行park变换,得到变换后的三相输出电流;
[0046]
将所述变换后的三相输出电流进行过滤,得到滤波后的三相输出电流;
[0047]
将所述滤波后的三相输出电流进行park反变换,得到所述负序分量瞬时值。
[0048]
可选地,所述对三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量具体包括:
[0049]
将所述三相系统电压进行park变换,得到变换后的三相系统电压;
[0050]
将所述变换后的三相系统电压进行过滤,得到滤波后的三相系统电压;
[0051]
将所述滤波后的三相系统电压进行park反变换,得到所述三相负序分量。
[0052]
可选地,所述三相负序分量的线电压有效值计算公式为:
[0053][0054]
其中,u
neg
表示三相负序分量的线电压有效值,u
a_neg
表示a相的负序分量瞬时值,u
b_neg
表示b相的负序分量瞬时值,u
c_neg
表示c相的负序分量瞬时值。
[0055]
在本发明实施例中,基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统在并网型变换器构网型控制系统的基础上,增加负序电流反馈模块和负序电压前馈控制模块。
[0056]
负序电流反馈模块包括:第一滤波单元,放大单元,差值单元。
[0057]
第一滤波单元用于对三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值。放大单元对负序分量瞬时值进行放大,得到放大后的负序分量瞬时值。差值单元将第一电压参考值与放大后的负序分量瞬时值做差值计算,得到差值;差值为第二电压参考值。负序电流反馈模块可以抑制因并网型变换器pwm驱动控制精度和电力系统三相元件参数不对称等因素导致的正常工作状态下负序电流的产生,降低了并网型变换器输出的负序分量。
[0058]
负序电压前馈控制模块包括:第二滤波单元,求和单元。
[0059]
第二滤波单元对三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量。求和单元将第一电压参考值与三相负序分量做求和计算,得到和值;和值为第三电压参考值。负序电压前馈控
制模块在负序电流反馈模块的基础上,使并网型变换器输出电压中含有与三相系统电压具有相同的负序分量,从而阻止负序电流流入或流出并网型变换器,进一步消减电力系统发生不对称故障时并网型变换器输出的负序电流,提高了并网型变换器和电力系统运行的稳定性。
附图说明
[0060]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0061]
图1为本发明实施例提供的基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统的结构示意图;
[0062]
图2为本发明实施例提供的三相输出电流的波形示意图;
[0063]
图3为本发明实施例提供的第二电压参考值的波形示意图;
[0064]
图4为本发明实施例提供的三相系统电压的波形示意图;
[0065]
图5为本发明实施例提供的并网型变换器构网型控制系统输出的电流的波形示意图;
[0066]
图6为本发明实施例提供的负序电流反馈模块输出的电流的波形示意图;
[0067]
图7为本发明实施例提供的负序电压前馈控制模块的波形示意图;
[0068]
图8为本发明实施例提供的第一滤波单元的结构示意图;
[0069]
图9为本发明实施例提供的基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法的流程示意图。
[0070]
符号说明:
[0071]
基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统-1,负序电流反馈模块-11,第一滤波单元-111,放大单元-112,负序电压前馈控制模块-12,第二滤波单元-121,判定单元-122,并网型变换器构网型控制系统-2。
具体实施方式
[0072]
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0073]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0074]
随着新型电力系统建设的加快,电力系统的高比例新能源和高比例电力电子设备发展趋势日益明显。光伏发电、风力发电等新能源机组都是通过电力电子变换器并入电网,电力系统中的电化学储能、飞轮储能等设备也是通过电力电子变换器并入电网。
[0075]
网络构造型变换器的负序电流抑制系统依据设定的有功功率和无功功率直接生成变换器输出电压的相位和幅值,等效为可控的三相电压源,与同步发电机类似。网络构造
型变换器不依赖电网频率/相位测量以实现频率/相位的同步,在弱电网中对频率和电压的调节更为灵活,有利于电力系统的稳定运行。在高比例新能源的电力系统中,由于同步发电机减少而导致系统强度降低,此时变换器更宜采用构网型控制方式,从而增强系统的频率稳定性和电压稳定性。构网型变换器根据设备的有功功率实现系统同步,不依赖电网相位。因此,在孤网和并网模式下均能正常工作。
[0076]
图1示出了上述基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统的一种示例性结构。至少包括:负序电流反馈模块11,第一滤波单元111,放大单元112,差值单元,负序电压前馈控制模块12,第二滤波单元121和求和单元。下面对各模块进行详细介绍。
[0077]
基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统1在并网型变换器构网型控制系统2的基础上,增加了负序电流反馈模块11和负序电压前馈控制模块12。
[0078]
并网型变换器构网型控制系统2输出三相输出电流;
[0079]
负序电流反馈模块11至少包括:第一滤波单元111,放大单元112,差值单元。
[0080]
第一滤波单元111用于对三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值;负序分量瞬时值包括三相输出电流中任意一相负序分量瞬时值。
[0081]
在一个示例中,利用第一滤波单元111提取变换器三相输出电流i
abc_out
中的负序分量瞬时值(负序电流分量瞬时值)。并网型变换器构网型控制系统2输出三相输出电流(例如a相、b相、c相),请参见图2,纵坐标为三相输出电流的大小,横坐标为时间,三条曲线与三相输出电流一一对应。
[0082]
放大单元112与第一滤波单元111连接,放大单元112用于对负序分量瞬时值进行放大,得到放大后的负序分量瞬时值。
[0083]
在一个示例中,放大单元112具体可以为放大器。
[0084]
差值单元与放大单元112连接,差值单元用于将第一电压参考值与放大后的负序分量瞬时值做差值计算,得到差值;差值为第二电压参考值u
abc_ref1

[0085]
第二电压参考值请参见图3,横坐标为时间,纵坐标为电压值。
[0086]
在一个示例中,若电力系统输电线路任意一相(例如a相)电抗略大于其他两相(例如b相和c相),即输电线路参数三相不对。虽然,变换器的输出电压是三相对称的,但输出电流依然存在轻微的不对称,计入负序电流反馈之后,变换器的输出电压变得轻微不对称,抵消了输电线路参数不对称或其他导致输出电流不对称因素的影响,从而降低了电力系统中负序电流的含量。
[0087]
第一电压参考值u
abc_ref
(例如a相)减去放大后的负序分量瞬时值(例如a相),获得新的三相电压参考值为第二电压参考值(例如a相)。关于b相和c相的第二电压参考值的详细计算请参照上文,在此不做赘述。第一电压参考值与放大后的负序分量瞬时值做差值计算不涉及单位,仅是数值计算。
[0088]
第一电压参考值u
abc_ref
包含a相输出电压参考值u
a_ref1
、b相输出电压参考值u
b_ref1
和c相输出电压参考值u
c_ref1

[0089]
负序电压前馈控制模块12至少包括:第二滤波单元121,求和单元。
[0090]
第二滤波单元121用于对并网变换器并网点的三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量;三相负序分量包括三相系统电压中任意一相负序分量。
[0091]
在一个示例中,利用第二滤波单元121对三相系统电压u
abc_sys
进行滤波,得到三相
负序分量u
abc_neg
。并网型变换器构网型控制系统2输出三相系统电压(例如a相、b相、c相),请参见图4,横坐标为时间,纵坐标为三相系统电压,三条曲线与三相系统电压一一对应。
[0092]
求和单元与第二滤波单元121连接,求和单元用于将第一电压参考值u
abc_ref0
与三相负序分量u
abc_neg
做求和计算,得到和值;和值为第三电压参考值u
abc_ref2

[0093]
在一个示例中,求和单元用于将第一电压参考值u
abc_ref0
中的任意一相(例如a相)与三相负序分量u
abc_neg
中所对应相(例如a相)做求和计算,得到和值;和值为相对应的第三电压参考值u
abc_ref2
(例如a相)。
[0094]
请参见图5,当电力系统发生不对称短路故障时,并网型变换器构网型控制系统2的三相输出电流i
abc_out
中会存在幅值很大的负序分量,这可能会引发过流,损坏设备。此时,若仅采用负序电流反馈模块11,虽然负序电流的大小得到了明显的抑制,请参见图6,但依然较为明显。加入负序电压前馈控制模块12,三相输出电流i
abc_out
中的负序分量几乎减少为零,请参见图7。
[0095]
综上所述,第一滤波单元111用于对三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值。放大单元112对负序分量瞬时值进行放大,得到放大后的负序分量瞬时值。差值单元将第一电压参考值与放大后的负序分量瞬时值做差值计算,得到差值;差值为第二电压参考值。负序电流反馈模块11可以抑制因并网型变换器pwm驱动控制精度和电力系统三相元件参数不对称等因素导致的正常工作状态下负序电流的产生,降低了并网型变换器输出的负序分量,请参见图6。
[0096]
第二滤波单元121对三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量。求和单元将第一电压参考值与三相负序分量做求和计算,得到和值;和值为第三电压参考值。负序电压前馈控制模块12在负序电流反馈模块11的基础上,使并网型变换器输出电压中含有与三相系统电压具有相同的负序分量,从而阻止负序电流流入或流出并网型变换器,进一步消减电力系统发生不对称故障时并网型变换器输出的负序电流,提高了并网型变换器和电力系统运行的稳定性,请参见图7。
[0097]
在本发明其他实施例中,负序电压前馈控制模块12还包括:判定单元122。
[0098]
判定单元122与第二滤波单元121连接,判定单元122用于判定三相负序分量的线电压有效值与预设阈值的大小。
[0099]
若三相负序分量的线电压有效值小于等于预设阈值,则输出第二电压参考值。
[0100]
若三相负序分量的线电压有效值大于预设阈值,则输出第三电压参考值。
[0101]
在一个示例中,本领域技术人员可灵活设计预设阈值,例如预设阈值为三相输出电压额定值的3%、预设阈值为三相输出电压额定值的5%、预设阈值为三相输出电压额定值的8%等等,在此不做赘述。
[0102]
在本发明其他实施例中,第一滤波单元111至少包括:第一park变换子模块,第一滤波器,第一park反变换子模块。
[0103]
第一park变换子模块用于将三相输出电流进行park变换,得到变换后的三相输出电流。
[0104]
第一滤波器与第一park变换子模块连接,第一滤波器用于对变换后的三相输出电流进行过滤,得到滤波后的三相输出电流。
[0105]
第一park反变换子模块与第一滤波器连接,第一park反变换子模块用于对滤波后
的三相输出电流进行park反变换,得到负序分量瞬时值。
[0106]
在一个示例中,第一滤波器具体可以分为带阻滤波器和低通滤波器。带阻滤波器的频率阈值为100hz,低通滤波器的频率范围为250~1000hz。
[0107]
请参见图8,三相输出电流输入第一park变换子模块后,经过第一次park变换,得到变换后的三相输出电流。变换后的三相输出电流经过100hz的带阻滤波器经过第一次滤波,然后进过250~1000hz的低通滤波器进行第二次滤波,得到滤波后的三相输出电流。滤波后的三相输出电流再经过第一park反变换子模块的第二次park变换后得到负序分量瞬时值。
[0108]
在另一个示例中,利用电力系统正序三相输出电压相角的负值-θ(-120度)对三相输出电压瞬时值做park变换,所得d轴和q轴的电压信号经100hz带阻滤波器和另外一个低通滤波器后,再利用-θ进行park反变换,即可获得三相的负序分量瞬时值。
[0109]
在本发明其他实施例中,第二滤波单元121至少包括:第二park变换子模块,第二滤波器,第二park反变换子模块。
[0110]
第二park变换子模块用于将三相系统电压进行park变换,得到变换后的三相系统电压。
[0111]
第二滤波器与第二park变换子模块连接,第二滤波器用于对变换后的三相系统电压进行过滤,得到滤波后的三相系统电压。
[0112]
第二park反变换子模块与第二滤波器连接,第二park反变换子模块用于对滤波后的三相系统电压进行park反变换,得到三相负序分量。
[0113]
在一个示例中,关于第二滤波单元121的详细描述请参照上文的第一滤波单元111,在此不做赘述。
[0114]
在本发明其他实施例中,三相负序分量的线电压有效值计算公式为:
[0115][0116]
其中,u
neg
表示三相负序分量的线电压有效值,u
a_neg
表示a相的负序分量瞬时值,u
b_neg
表示b相的负序分量瞬时值,u
c_neg
表示c相的负序分量瞬时值。
[0117]
为实现上述目的,本发明实施例还提供了如下方案:
[0118]
请参见图9,一种基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法,基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统,包括:
[0119]
步骤1:获取三相输出电流,并对三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值。并网型变换器构网型控制系统输出三相输出电流;负序分量瞬时值包括三相输出电流中任意一相负序分量瞬时值。
[0120]
步骤1可由前述的第一滤波单元111执行,关于第一滤波单元111的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0121]
步骤2:将负序分量瞬时值进行放大,得到放大后的负序分量瞬时值。
[0122]
步骤2可由前述的放大单元112执行,关于放大单元112的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0123]
步骤3:将第一电压参考值与放大后的负序分量瞬时值做差值计算,得到差值。差值为第二电压参考值。
[0124]
步骤3可由前述的差值单元执行,关于差值单元的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0125]
步骤4:获取三相系统电压,并对并网变换器并网点的三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量。三相负序分量包括三相系统电压中任意一相负序分量瞬时值。
[0126]
步骤4可由前述的第二滤波单元121执行,关于第二滤波单元121的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0127]
步骤5:将第一电压参考值与三相负序分量做求和计算,得到和值。和值为第三电压参考值。
[0128]
步骤5可由前述的求和单元执行,关于求和单元的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0129]
在本发明其他实施例中,基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法还包括:
[0130]
步骤6:判定三相负序分量的线电压有效值与预设阈值的大小。
[0131]
若三相负序分量的线电压有效值小于等于预设阈值,则输出第二电压参考值。
[0132]
若三相负序分量的线电压有效值大于预设阈值,则输出第三电压参考值。
[0133]
步骤6可由前述的判定单元122执行,关于判定单元122的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0134]
在本发明其他实施例中,对三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值具体包括:
[0135]
步骤11:将三相输出电流进行park变换,得到变换后的三相输出电流。
[0136]
步骤11可由前述的第一park变换子模块执行,关于第一park变换子模块的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0137]
步骤12:将变换后的三相输出电流进行过滤,得到滤波后的三相输出电流。
[0138]
步骤12可由前述的第一滤波器执行,关于第一滤波器的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0139]
步骤13:将滤波后的三相输出电流进行park反变换,得到负序分量瞬时值。
[0140]
步骤13可由前述的第一park反变换子模块执行,关于第一park反变换子模块的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0141]
在本发明其他实施例中,对三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量具体包括:
[0142]
步骤41:将三相系统电压进行park变换,得到变换后的三相系统电压。
[0143]
步骤41:可由前述的第二park变换子模块执行,关于第二park变换子模块的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0144]
步骤42:将变换后的三相系统电压进行过滤,得到滤波后的三相系统电压。
[0145]
步骤42可由前述的第二滤波器执行,关于第二滤波器的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0146]
步骤43:将滤波后的三相系统电压进行park反变换,得到三相负序分量。
[0147]
步骤43可由前述的第二park反变换子模块执行,关于第二park反变换子模块的详细描述请参照前文,在此不做赘述。
[0148]
在本发明其他实施例中,三相负序分量的线电压有效值计算公式为:
[0149][0150]
其中,u
neg
表示三相负序分量的线电压有效值,u
a_neg
表示a相的负序分量瞬时值,u
b_neg
表示b相的负序分量瞬时值,u
c_neg
表示c相的负序分量瞬时值。
[0151]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
[0152]
本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明实施例的限制。

技术特征:
1.一种基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统,其特征在于,所述基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统包括并网型变换器构网型控制系统,负序电流反馈模块和负序电压前馈控制模块;所述并网型变换器构网型控制系统用于输出三相输出电流;所述负序电流反馈模块包括:第一滤波单元,用于对三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值;所述负序分量瞬时值包括所述三相输出电流中任意一相负序分量瞬时值;放大单元,与所述第一滤波单元连接,用于对所述负序分量瞬时值进行放大,得到放大后的负序分量瞬时值;差值单元,与所述放大单元连接,用于将第一电压参考值与所述放大后的负序分量瞬时值做差值计算,得到差值;所述差值为第二电压参考值;所述负序电压前馈控制模块包括:第二滤波单元,用于对并网变换器并网点的三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量;所述三相负序分量包括所述三相系统电压中任意一相负序分量;求和单元,与所述第二滤波单元连接,用于将所述第一电压参考值与所述三相负序分量做求和计算,得到和值;所述和值为第三电压参考值。2.根据权利要求1所述的基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统,其特征在于,所述负序电压前馈控制模块还包括:判定单元,与所述第二滤波单元连接,用于判定所述三相负序分量的线电压有效值与预设阈值的大小;若所述三相负序分量的线电压有效值小于等于所述预设阈值,则输出所述第二电压参考值;若所述三相负序分量的线电压有效值大于所述预设阈值,则输出所述第三电压参考值。3.根据权利要求1所述的基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统,其特征在于,所述第一滤波单元包括:第一park变换子模块,用于将所述三相输出电流进行park变换,得到变换后的三相输出电流;第一滤波器,与所述第一park变换子模块连接,用于对所述变换后的三相输出电流进行过滤,得到滤波后的三相输出电流;第一park反变换子模块,与所述第一滤波器连接,用于对所述滤波后的三相输出电流进行park反变换,得到所述负序分量瞬时值。4.根据权利要求1所述的基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统,其特征在于,所述第二滤波单元包括:第二park变换子模块,用于将所述三相系统电压进行park变换,得到变换后的三相系统电压;第二滤波器,与所述第二park变换子模块连接,用于对所述变换后的三相系统电压进行过滤,得到滤波后的三相系统电压;第二park反变换子模块,与所述第二滤波器连接,用于对所述滤波后的三相系统电压
进行park反变换,得到所述三相负序分量。5.根据权利要求2所述的基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统,其特征在于,所述三相负序分量的线电压有效值计算公式为:其中,u
neg
表示三相负序分量的线电压有效值,u
a_neg
表示a相的负序分量瞬时值,u
b_neg
表示b相的负序分量瞬时值,u
c_neg
表示c相的负序分量瞬时值。6.一种基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法,其特征在于,基于权利要求1-5中任一项所述的基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统,包括:获取三相输出电流,并对所述三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值;并网型变换器构网型控制系统输出所述三相输出电流;所述负序分量瞬时值包括所述三相输出电流中任意一相负序分量瞬时值;将所述负序分量瞬时值进行放大,得到放大后的负序分量瞬时值;将第一电压参考值与所述放大后的负序分量瞬时值做差值计算,得到差值;所述差值作为第二电压参考值;获取并网变换器并网点的三相系统电压,并对所述三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量;所述三相负序分量包括所述三相系统电压中任意一相负序分量瞬时值;将所述第一电压参考值与所述三相负序分量做求和计算,得到和值;所述和值为第三电压参考值。7.根据权利要求6所述的基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法,其特征在于,所述基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法还包括:判定所述三相负序分量的线电压有效值与预设阈值的大小;若所述三相负序分量的线电压有效值小于等于所述预设阈值,则输出所述第二电压参考值;若所述三相负序分量的线电压有效值大于所述预设阈值,则输出所述第三电压参考值。8.根据权利要求6所述的基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法,其特征在于,所述对三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值具体包括:将所述三相输出电流进行park变换,得到变换后的三相输出电流;将所述变换后的三相输出电流进行过滤,得到滤波后的三相输出电流;将所述滤波后的三相输出电流进行park反变换,得到所述负序分量瞬时值。9.根据权利要求6所述的基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法,其特征在于,所述对三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量具体包括:将所述三相系统电压进行park变换,得到变换后的三相系统电压;将所述变换后的三相系统电压进行过滤,得到滤波后的三相系统电压;将所述滤波后的三相系统电压进行park反变换,得到所述三相负序分量。10.根据权利要求7所述的基于网络构造型变换器的负序电流抑制方法,其特征在于,所述三相负序分量的线电压有效值计算公式为:
其中,u
neg
表示三相负序分量的线电压有效值,u
a_neg
表示a相的负序分量瞬时值,u
b_neg
表示b相的负序分量瞬时值,u
c_neg
表示c相的负序分量瞬时值。

技术总结
本发明公开一种基于网络构造型变换器的负序电流抑制系统及方法,涉及并网型变换器技术领域。负序电流反馈模块包括:第一滤波单元对三相输出电流进行滤波,得到负序分量瞬时值;放大单元对负序分量瞬时值进行放大,得到放大后的负序分量瞬时值;差值单元将第一电压参考值与放大后的负序分量瞬时值做差值计算,得到第二电压参考值;负序电压前馈控制模块包括:第二滤波单元对三相系统电压进行滤波,得到三相负序分量;求和单元将第二电压参考值与三相负序分量做求和计算,得到第三电压参考值。本发明降低了变换器输出电流中的负序分量,提高了变换器和电力系统运行的稳定性。提高了变换器和电力系统运行的稳定性。提高了变换器和电力系统运行的稳定性。


技术研发人员:王亮 张曦 王桢 徐斌
受保护的技术使用者:国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日:2023.07.10
技术公布日:2023/10/8
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