[发明专利]抑制三相LCL型并网变换器整流启动冲击电流的控制方法

说明书

本发明公开了一种抑制三相LCL型并网变换器整流启动冲击电流的控制方法，并且该控制方法在弱电网下也能使系统具有较好的稳定性。通过检测交流侧滤波电容电压，作为解耦双同步锁相环的同步电压，解耦双同步锁相环输出滤波电容电压d轴基波正序分量，与滤波电容电压一起作为前馈分量，增加至并网变换器电流环中。从而提高了LCL型并网变换器启动控制性能，并且使系统在弱电网下也能保持较强的鲁棒性。本发明在传统的三相LCL型并网变换器电流控制方法基础上，未增加釆样量，未增加硬件成本，未增加系统的计算负担。

技术领域

本发明属于新能源并网发电技术领域，一种抑制三相LCL型并网变换器整流启动冲击电流的控制方法，并且该控制方法在弱电网下也能使系统具有较好的稳定性。

背景技术

随着新能源并网渗透率的提高，各国和地区都相继制定了严格的并网导则，对并网变换器的控制性能提出了更高的要求。对于LCL型并网变换器，整流启动时会产生严重的冲击电流，如果没有合适的抑制方法，会导致保护动作，甚至损坏开关器件。

目前，并网变换器启动冲击电流抑制方案主要分为以下两类。一类是更改启动电流指令，但是启动时，电网电流并不受电流指令的控制，即使电流指令为零，启动时仍然会产生严重的冲击电流。这种方法不但不能从根本上抑制启动冲击电流，反而会降低电流环的启动响应速度。另一类是采用公共耦合点(PCC)电压前馈来抑制启动冲击电流。然而在弱网下，PCC电压前馈相当于引入一个关于电网阻抗的正反馈，会使电网电流中产生大量的谐波，甚至导致系统不稳定。

在实际的兆瓦级风电系统中，并网变换器通常连接在10kV或者更高的电压等级，只能采集变压器低压侧的电压。而对于LCL型并网变换器，变压器漏感一般作为LCL滤波器的网侧电感，所以，能够采集的只有滤波电容电压。

发明内容

本发明提供了一种抑制三相LCL型并网变换器整流启动冲击电流的控制方法，并且该控制方法在弱电网下也能使系统具有较好的稳定性。通过检测交流侧滤波电容电压，作为解耦双同步锁相环的同步电压，解耦双同步锁相环输出滤波电容电压d轴基波正序分量，与滤波电容电压一起作为前馈分量，增加至并网变换器电流环中。从而提高了LCL型并网变换器启动控制性能，并且使系统在弱电网下也能保持较强的鲁棒性。

本发明提供了一种抑制三相LCL型并网变换器整流启动冲击电流的控制方法，包括以下步骤：

(1)获得所述三相LCL型并网变换器直流侧电压U_dc、三相电容电压U_cabc、三相并网电流I_2abc和三相电容电流I_cabc；

(2)将直流电压指令减去所述直流侧电压U_dc后获得直流电压误差信号U_edc，并对所述直流电压误差信号U_edc进行闭环处理后获得d轴并网电流指令

对所述三相电容电压U_cabc进行解耦双同步锁相处理，获得所述三相电容电压U_cabc的相角θ和电容电压的d轴基波正序分量根据所述相角θ对所述三相并网电流I_2abc进行abc/dq坐标变换后获得同步旋转坐标系下的d轴并网电流I_2d、q轴并网电流I_2q；

对所述三相电容电流I_cabc、三相电容电压U_cabc分别进行abc/αβ坐标变换，获得两相静止坐标系下的α轴电容电流I_cα、β轴电容电流I_cβ、α轴电容电压U_cα、β轴电容电压U_cβ；