[发明专利]单dq-PI电流控制结构下并网变流器负序电流控制方法及系统

说明书

本公开提出了单dq‑PI电流控制结构下并网变流器负序电流控制方法及系统，包括：获得单dq‑PI电流控制结构下的并网变流器稳态负序电流与负序电流参考值、负序端电压之间的关系；将负序电流参考值进行补偿，以使得稳态负序电流等于原始负序电流参考值；将补偿后的负序电流参考值转换到正转dq坐标系下以后，与正序电流参考值相加作为单dq‑PI电流控制器的输入量，实现对并网变流器负序电流控制。该方法保留了经典单dq‑PI电流控制结构，使该控制结构适用与对称和不对称电网条件下，使不对称电网条件下GSC的电流控制结构极大地简化，降低控制复杂度，增强控制系统的稳定性。

技术领域

本公开属于并网变流器电流控制技术领域，尤其涉及单dq-PI电流控制结构下并网变流器负序电流控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

并网变流器(GSC)是新能源设备接入电网的一种重要方式，无论是光伏发电并网，还是全功率变流器型风电机组和双馈风电机组的并网，甚至像静止同步补偿器等接入电网，都需要以GSC作为接口。而GSC不仅要能工作在电网对称情况下，在电网不对称情况下，如不对称故障情况下，仍然要能够保持可靠稳定的工作。

在电网对称情况下，传统的基于锁相与矢量控制的单dq-PI电流控制结构能够使DFIG获得良好的正序输出电流控制效果；而在不对称情况下，这种控制结构被认为不能够适应不对称条件而对负序输出电流进行控制。

为了使GSC能够满足电网不对称条件下对负序电流控制的要求，GSC的许多改进的控制结构被提出，如双dq-PI电流控制结构，其在正、反转dq坐标系下分别对正序输出电流和负序输出电流进行控制；也有利用准谐振控制器实现负序输出电流控制的控制结构，如αβ坐标系下对正、负序电流进行统一控制的比例谐振电流控制结构和正转dq坐标系下对正、负序电流进行统一控制的比例积分谐振电流控制结构。这些控制结构增加了额外的控制器、滤波器或是采用了高阶控制器，使GSC的控制系统变得高阶复杂，不利于系统的稳定性。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了单dq-PI电流控制结构下并网变流器负序电流控制方法，使该控制结构适用与对称和不对称电网条件下，使不对称电网条件下GSC的电流控制结构极大地简化，降低控制复杂度，增强控制系统的稳定性。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了单dq-PI电流控制结构下并网变流器负序电流控制方法，包括：

获得经典单dq-PI电流控制结构下的并网变流器稳态负序电流与负序电流参考值、负序端电压之间的关系；

根据上述关系将负序电流参考值进行补偿，得到负序电流参考补偿值，将负序电流参考补偿值转换到正转dq坐标系下以后，与正序电流参考值相加作为单dq-PI电流控制器的输入量，使负序电流等于负序电流参考值，实现对并网变流器负序电流控制。

进一步的技术方案，上述方法适用于对称和不对称电网条件下的并网变流器电流控制。

进一步的技术方案，采用二阶广义积分器方法在αβ坐标系下分离电网电压的正、负序分量，负序电压分量用以对负序电流参考值进行补偿。

进一步的技术方案，获得并网变流器在经典单dq-PI控制结构下稳态负序电流与负序电流参考值、负序端电压之间的关系的具体方式为：

得到GSC的输出负序电压在正转dq坐标系下满足的表达式；

将上述表达式转换到反转dq坐标系下，并得出稳态条件下GSC的输出负序电压在反转dq坐标系下的稳态表达式；

在反转dq坐标系下，获得GSC的负序输出电压、电流之间存在的稳态关系；