[发明专利]一种附加控制信号的电流源接入装置

说明书

本发明属于电力系统自动控制领域，提供一种附加控制信号的电流源接入装置，该装置输入附加控制器发出的SPWM信号，经过内部三相逆变和滤波后输出三相附加电流信号作为附加控制信号，直接耦合至变流器控制单元的三相电流采样回路中，在原有采样电流信号的基础上产生一定的幅值、相位偏差；通过对三相采样电流信号进行微调来调整变流器控制单元的控制特性，进而改善变流器主电路连接的受控对象(如光伏发电/电动汽车等)的动态特性。本发明提供的附加控制信号的电流源接入装置，可以应用在各种附加控制应用场景下，本发明满足了在不改变变流器控制单元物理结构的基础上装配附加控制装置的应用需求，其原理简单可靠，成本低廉。

技术领域

本发明属于电力系统自动控制领域，更具体地，涉及一种附加控制信号的电流源接入装置。

技术背景

近年来，随着大量可再生能源发电、分布式电源、柔性负荷和有源负载等接入电力系统，电力系统不良动态问题逐渐成为影响其稳定运行的主要因素之一。此外，由于可再生能源发电系统的间隙性功率波动以及优化调度系统引入的调节作用，分布式电源、柔性负荷、电动汽车以及储能装置等系统均有自身的反馈控制系统，电力系统的动态过程已经变得极为复杂。如今，针对电力系统发电、配电环节的动态特性优化领域，采用附加控制原理实现动态特性优化控制是一种常见的思路。譬如，同步发电机自动励磁控制系统中的调差系统，通过调节发电机励磁电流或转子电流来实现电压调节和无功功率分配，采用电力系统稳定器以抑制低频振荡等。

现有的附加控制策略主要为，通过对扰动信号进行直接或间接的测量，经转变后接入控制系统，形成一条补偿扰动影响的附加通道。附加控制信号的耦合方式主要为将附加信号叠加在变流器控制单元的d、q轴参考信号上，例如u_dref、u_qref、i_dref和i_qref，通过调节变流器控制单元的参考信号影响整个控制系统的控制特性。然而，由于该附加控制的实施方式采用将附加控制信号耦合在变流器控制单元的d、q轴参考信号上，该方法的实施过程较为繁琐。尤其是在某些变流器控制单元已经完成一体化封装且装配至变流器主电路控制侧的应用场合下，想进一步通过附加控制来改善变流器控制电路的控制特性，难以实现。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供了一种附加控制信号的电流源接入装置，旨在优化附加控制的接入策略，解决由于变流器控制单元已经封装完好无法耦合附加控制信号的难题；该附加控制信号的电流源接入装置输入附加控制器发出的SPWM信号，经过内部三相逆变和滤波后输出三相附加电流信号作为附加控制信号，直接耦合至变流器控制单元的三相电流采样回路中，在原有采样电流信号的基础上产生一定的幅值、相位偏差；通过对三相采样电流信号进行微调来调整变流器控制单元的控制特性，进而改善变流器主电路连接的受控对象(如光伏发电/电动汽车等)的动态特性。

本发明附加控制信号的电流源接入装置输出电流信号而非电压信号作为附加耦合信号，其主要原因在于，电压信号决定了变流器控制单元内部锁相环输出的相位信号θ_PLL，θ_PLL决定了变流器控制单元内部电压d、q轴分量u_d、u_q的相位，受电力系统实际运行状态影响，若改变了变流器控制单元的三相电压采样信号，则其内部锁相环输出的θ_PLL无法正确反映电力系统实际运行状态，会导致控制失效。

本发明附加控制信号的电流源接入装置，包含三相逆变电路及LC滤波电路两部分。

所述三相逆变电路，不同之处在于SPWM信号驱动桥臂上的开关管的方式，传统的三相逆变电路共有6组驱动信号分别控制A、B、C三相上、下桥臂上的开关管，由于同相上、下桥臂开关管互补导通，考虑到其驱动信号亦为互补，本发明提供的三相逆变电路仅采用三组驱动信号分别驱动三相桥臂，每一组驱动信号通过相应的驱动电路处理后同步驱动上、下桥臂上的开关管。