[发明专利]功率变换单元的控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种三相电网设备的控制技术，且特别是有关于一种功率变换单元的控制装置及方法。

背景技术

当前，随着科技的发展和人们物质生活的极大丰富，伴随而来的能源和环境问题也日趋严重。因而，可再生能源的开发利用已成为解决上述问题的热门研发方向，例如，风力发电以其清洁和环保等特性而当的无愧地作为多类可再生能源其中之一。

常见的电网设备包括风电以及光伏发电的电网变流器、无功补偿装置、驱动电机的变频器等。当三相交流电网的三相电压信号短时间对称跌落时，前述并网设备应保持不脱网，并能够快速发出无功电流以支撑三相电网电压，以减小电网电压故障造成的影响。然而当三相交流电网的三相电压信号在比较高的情况下发生不对称故障时，就会出现某些相的电压比正常值低而某一相的电压比正常值高的情况，如果前述设备在此时单纯发出无功电流来支撑三相电网电压的话，就会导致比较高的那一相电压更高，进而导致前述电网设备因故障而关机。例如对于电网变流器而言，该电网变流器上的直流母线电压的大小决定了其能逆变出的最大交流电压的峰值，过高的那一相电网电压信号会导致对电网电流的控制能力变差，调制波饱和，甚至发生不可控的情况。

发明内容

因此，本发明的一方面是在提供一种功率变换单元的控制装置，应用于三相交流电网中，包含：侦测单元、电流检测单元、信号处理单元以及功率变换单元。侦测单元用以侦测三相交流电网的三相电压信号，计算并产生负序无功电流给定信号。电流检测单元用以检测功率变换单元的电流，输出反馈电流信号。信号处理单元用以接收负序无功电流给定信号、正序电流给定信号以及反馈电流信号，输出调制信号。功率变换单元电性耦接于信号处理单元与三相交流电网，其中，当三相电压信号发生不平衡时，功率变换单元根据调制信号从三相交流电网吸收负序无功电流，用以降低功率变换单元的输出端的负序电压。

本发明的另一方面是在提供一种功率变换单元的控制方法，应用于三相交流电网中，包含：使侦测单元侦测三相交流电网的三相电压信号，计算并产生负序无功电流给定信号；使电流检测单元检测功率变换单元的电流，输出反馈电流信号；使信号处理单元接收负序无功电流给定信号、正序电流给定信号以及反馈电流信号，输出调制信号；以及使电性耦接于信号处理单元与三相交流电网的功率变换单元在当三相电压信号发生不平衡时，根据调制信号从三相交流电网吸收负序无功电流，用以降低功率变换单元的输出端的负序电压。

应用本发明的优点在于通过本发明的功率变换单元的控制装置的设计，可侦测出三相交流电网的三相电压信号的不平衡，即三相交流电网发生故障，例如，三相电压的对称跌落，由功率变换单元根据调制信号从三相交流电网吸收负序无功电流，降低功率变换单元的输出端的负序电压，用以降低功率变换单元输出端的不平衡度，以免单相过压发生，达到动态调整三相电压信号不平衡的目的，保证低压穿越(Low Voltage Ride Through；LVRT)和高压穿越(High Voltage Ride Through；HVRT)能顺利通过。

附图说明

图1为本发明一实施例中，一种功率变换单元的控制装置、功率变换单元以及三相交流电网的示意图；

图2A为本发明一实施例中，图1的三相交流电网、滤波电感以及功率变换单元的正序等效电路图；

图2B为本发明一实施例中，图1的三相交流电网、滤波电感以及功率变换单元的负序等效电路图；

图3为本发明一实施例中，功率变换单元的控制装置以及三相交流电网更详细的示意图；

图4为本发明一实施例中，功率变换单元的控制装置以及三相交流电网更详细的示意图；以及

图5为本发明一实施例中，一种功率变换单元的控制方法的流程图。

具体实施方式

请参照图1。图1为本发明一实施例中，一种功率变换单元的控制装置10、功率变换单元106以及三相交流电网12的示意图。其中，控制装置10包含：侦测单元100、电流检测单元102、信号处理单元104。