[发明专利]一种三相微电网中双模式变流器的切换控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网中双模式变流器的切换控制方法。

背景技术

微电网除了并网和组网两种稳态运行模式外，还存在着两种模式间转换的过渡过程。模式转换的方式不是电源的重新启动，而是在变流器持续不断工作的同时，通过其控制方法和网络结构等方面的调整来保证网内电压的连续平稳过渡，即实现平滑切换，以确保本地负荷的供电不受影响。目前，现有的变流器大多只是采用单纯电流控制或者电压控制，实现并网运行或组网运行，并且功率不大，抑制了微电网的发展。

发明内容

为克服现有技术的缺点，本发明提出一种对三相微电网中的双模式变流器的切换控制方法。本发明使得变流器既可以并网运行也可以组网运行。本发明也适用于大功率运行情况。

本发明双模式变流器的切换控制方法通过协调控制器单元实现并网运行模式和组网运行模式之间的平滑切换。

为实现上述目的本发明采用如下技术方案：

所述的三相微电网中的双模式变流器系统包括双模式变流器、采样电路、并网单元控制器、组网单元控制器和协调控制单元。

所述的双模式变流器包括直流母线电源Vdc、三相逆变桥、三相滤波电感、三相滤波电容和三相变压器。

本发明控制方法通过集成在一个DSP控制器中的并网控制器单元、组网控制器单元和协调控制单元实现。

采样电路将采集的电压，电流信号通过信号线传送到并网控制器单元、组网控制器单元和协调控制器单元。双模式变流器、本地负载和电网之间通过母排连接，并网控制器单元、组网控制器单元和协调控制器单元与双模式变流器、负载和电网之间通过串口通讯进行连接。

本发明三相微电网中双模式变流器的切换控制方法是在双模式变流器处于并网运行模式时，通过并网控制器单元控制滤波电感的电流来控制并网电流，在双模式变流器处于组网运行模式时，通过组网控制器单元控制变流器负荷电压；在双模式变流器处于并网运行模式和组网运行模式转换的过程时，通过协调控制单元实现并网运行模式和组网运行模式之间的平滑切换。

所述的并网控制器单元中，主要通过控制滤波电感的电流来控制并网电流，实现并网要求。在并网运行过程中，采样电路将采集到的电网电压和滤波电流信号发送到DSP芯片，经过并网控制器单元产生PWM信号，经驱动电路直接驱动三相逆变桥。

所述的组网单元控制器中，主要通过控制变流器的负荷电压和滤波电感电流，来保证负荷的供电质量。在组网运行时，采样电路将采集到的变流器负荷电压和滤波电流信号发送到DSP芯片，经过组网控制器单元产生PWM信号，经驱动电路输出，直接驱动三相逆变桥。

在变流器由组网运行模式转换为并网运行模式时，协调控制器单元通过采样电路检测得到的电网电压的幅值和频率不断调整双模式变流器负荷电压的幅值和频率，根据幅值差和频率差的大小确定给定幅值和频率的改变量，从而改变双模式变流器输出电压的幅值和频率，实现双模式变流器的平滑切换。

协调控制器单元在变流器由组网运行模式转换为并网运行模式时，通过采样电路实时检测得到的电网电压的幅值U_g和频率f_g来不断调整双模式变流器的给定电压的幅值U(k-1)^*和频率f(k-1)^*，根据幅值差ΔU（U_g-U(k-1)^*）和频率差Δf（f_g-f(k-1)^*）的大小，确定给定电压幅值U(k-1)^*和频率f(k-1)^*的改变量，将调整后的变流器电压幅值U(k)^*和频率f(k)^*作为双模变流器的给定值，从而改变变流器负荷电压的幅值和频率，调整后组网控制器单元电压幅值U(k)^*和频率f(k)^*的值如下式所示: