[发明专利]一种多功能双向功率变换器的控制方法

说明书

本发明公开了一种多功能双向功率变换器的控制方法，所述方法包括以下步骤：根据电压电流值、有功无功功率，经归一化处理、有功无功下垂控制，得到运行指令电流值；根据电压电流值、基于FBD功率理论的谐波电流检测，检测交流母线谐波电流得到谐波指令电流值；当配网侧电压发生跌落或不平衡故障时，在双向功率变换器交流侧加入变压器，通过电压反馈控制，得到控制双向功率变换器运行的指令电压值；根据交直流混合微电网负载、配电网实时情况，结合运行、谐波指令电流值，以及指令电压值，控制双向功率变换器运行于不同模式，使双向功率变换器具有治理谐波且稳定交流母线电压的功能。本发明通过双向功率变换器来达到治理交流母线谐波电流的目的。

技术领域

本发明涉及双向功率变换器领域，尤其涉及一种多功能双向功率变换器的控制方法。

背景技术

随着分布式能源的与日俱增，交直流混合微电网作为高效利用分布式能源的有效手段越来越受到关注。交直流混合微电网兼具交流微网、直流微网的特点，是未来智能电网的重要组成部分。典型的交直流混合微电网由交流子网、直流子网、以及连接在交直流子网之间的双向功率变换器和大电网的接口组成。双向功率变换器是交直流混合微电网中能量控制的核心，得到了广泛的研究和利用，然而在交直流混合微电网中通过电力电子接口接入分布式能源和非线性负载时，会使交流母线电流发生畸变，除此之外，配电网侧电压跌落、骤升或不平衡变化时，交流母线电压也会发生相应的变化，以上几种因素必然会影响到交流子网敏感负载的正常运行，并威胁到电力电子器件的安全。因此通过双向功率变换器保证交直流混合微电网的电能质量显得尤为重要。

目前AC/DC(交直流)双向功率变换器的传统控制策略有：电压电流双闭环控制、PQ(有功无功)控制、V-F(电压-频率)控制等。电压电流双闭环控制策略结构简单，鲁棒性好，但其以稳定直流侧电压为目标，对交直流子网传输功率却不可控。PQ和V-F控制策略可以实现从功率控制模式到电压和频率控制模式的无缝切换，但PQ和V-F控制需要专门的通信网络，不能根据微电网负载的变化做出实时的调整。

此外有学者提出一种适用于并网与孤岛模式的双向功率变换器控制策略，该策略在电压控制的基础上引入有功功率控制项，解决了并网时交直流子网间功率平衡的问题，在此基础上又有学者提出一种双向功率变换器的改进下垂控制策略，在保证交直流子网间功率平衡的同时，增加了停机模式，避免了电力电子器件的频繁动作。

上述两种控制策略虽实现了交直流子网间功率平衡，并进一步解决了电力电子器件频繁动作的问题，但其均视交流子网为理想状况，未考虑交流母线电流畸变和配网侧电压变化时，交流母线所挂敏感负载的运行状态。因此亟待提出一种多功能双向功率变换器的控制策略，在保证交直流子网功率平衡的基础上，达到治理交流母线谐波电流的目的，并且当配网侧电压发生变化时，其可调节交流母线的电压保证敏感负载的正常运行。

发明内容

本发明提供了一种多功能双向功率变换器的控制方法，本发明在保证交直流子网功率平衡的基础上，可通过双向功率变换器来达到治理交流母线谐波电流的目的，并使交流母线电压维持在正常运行状态，不受配电网电压波动影响，保证敏感负载的正常运行，详见下文描述：

一种多功能双向功率变换器的控制方法，所述方法包括以下步骤：

根据电压电流值、有功无功功率，经归一化处理、有功无功下垂控制，得到运行指令电流值；

根据电压电流值、基于FBD功率理论的谐波电流检测，检测交流母线谐波电流得到谐波指令电流值；

当配网侧电压发生跌落或不平衡故障时，在双向功率变换器交流侧加入变压器，通过电压反馈控制，得到控制双向功率变换器运行的指令电压值；

根据交直流混合微电网负载、配电网实时情况，结合运行、谐波指令电流值，以及指令电压值，控制双向功率变换器运行于不同模式，使双向功率变换器具有治理谐波且稳定交流母线电压的功能。

其中，所述有功无功下垂控制具体为：