[发明专利]三相电压源型换流器的有源阻尼控制装置和控制系统

说明书

本发明公开了三相电压源型换流器的有源阻尼控制装置和控制系统。有源阻尼控制装置包括有源阻尼LCL滤波器和控制模块，其中有源阻尼LCL滤波器包括：网侧电抗；桥侧电抗；支路电容；与网侧电抗连接的第一电流互感器，用于检测网侧三相电流；与支路电容连接的第二电流互感器，用于检测支路电容三相电流。

技术领域

本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别是涉及三相电压源型换流器的有源阻尼控制装置和控制系统。

背景技术

伴随着电力电子变流技术的发展，电压源型换流器(比如，基于全控型功率开关器件的三相脉宽调制(PWM)换流器)因具有输入电流为正弦波、功率因数可调、低谐波畸变率(THD)和实现功率可双向流动等优点，已被广泛应用于直流输电、并网发电、超导储能与电动汽车等领域和行业。近年来国内外专家学者对换流器控制策略进行了大量研究，尽管控制目标均为实现电流正弦化的低THD以及快速动态响应地单位功率因数高效运行，但各算法过程迥异。

为减少换流器开关频率附近的高次谐波，通常在换流器和电网之间加入三阶LCL滤波器。而且，为抑制三阶LCL滤波器的并联谐振，传统的无源阻尼策略在大功率应用场合(如光伏和风电并网中)获得了广泛应用。在传统的无源阻尼策略中，在滤波电容上串联电阻以增加系统阻尼，从而提高系统稳定性。

然而，无源阻尼策略的不足之处在于：串联电阻引起的阻尼损耗及阻尼电阻对谐波电流的衰减能力均导致较高的功率损耗。

发明内容

本发明实施方式提出一种三相电压源型换流器的有源阻尼控制装置和控制系统，从而降低功率损耗。

根据本发明的一个实施方式，一种三相电压源型换流器的有源阻尼控制装置，包括：

有源阻尼LCL滤波器，包括网侧电抗、桥侧电抗、支路电容、与网侧电抗连接的第一电流互感器以及与支路电容连接的第二电流互感器，所述第一电流互感器用于检测网侧三相电流，所述第二电流互感器用于检测支路电容三相电流；

控制模块，用于将第一电流互感器所检测的网侧三相电流检测值转换为静止坐标系的网侧电流检测值；将第二电流互感器所检测的支路电容三相电流检测值转换为静止坐标系的支路电容电流检测值；基于静止坐标系的网侧电流检测值与静止坐标系的网侧电流参考值确定输入值；基于所述输入值执行比例谐振控制处理，以确定静止坐标系的支路电容电流参考值；基于静止坐标系的支路电容电流检测值与静止坐标系的支路电容电流参考值，确定静止坐标系的电流误差信号；基于所述静止坐标系的电流误差信号控制三相电压源型换流器。

在一个实施方式中，所述控制模块包括：

第一转换单元，用于将第一电流互感器所检测的网侧三相电流检测值转换为静止坐标系的网侧电流检测值；

第二转换单元，用于将第二电流互感器所检测的支路电容三相电流检测值转换为静止坐标系的支路电容电流检测值；

第一加法器，用于基于静止坐标系的网侧电流检测值与静止坐标系的网侧电流参考值确定比例谐振控制器的输入值；

比例谐振控制器，用于基于所述输入值执行比例谐振控制处理，以确定静止坐标系的支路电容电流参考值；

第二加法器，用于基于静止坐标系的支路电容电流检测值与静止坐标系的支路电容电流参考值，确定静止坐标系的电流误差信号；

第三转换单元，用于将静止坐标系的电流误差信号转换为用于控制三相电压源型换流器的三相电流误差信号。

根据本发明的一个实施方式，一种三相电压源型换流器的控制系统，包括：

三相电网，用于提供三相电；