[发明专利]基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法

说明书

本发明涉及一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，当交流母线的电压为零时，换流器接入交流母线，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，使微网中每台换流器的相位逐渐逼近，最终实现相同；当交流母线的电压不为零时，先对换流器进行相位的预同步调整，当交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角的差的绝对值小于预设误差限值时，将换流器接入交流母线，然后继续进行换流器相同的调整，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等。本发明中所有换流器之间无需通信，以母线电压相位作为基准，即可实现各换流器的相位同步。

技术领域

本发明涉及换流器控制领域，特别是涉及一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法。

背景技术

随着可再生能源和分布式发电的发展，微电网以其有利于清洁能源的接入、可控性强等优点，成为了国内外研究的焦点。可再生能源和储能多通过逆变器接入微电网，在离网运行模式下，多台逆变器通过协调控制支撑微电网的电压和频率是提高可再生能源渗透率和保障微网稳定运行的关键技术。目前底层控制中，主流的控制方式有三种：集中控制、主从控制、下垂控制。集中控制通过同步总线和平均电流总线对各换流器进行统一控制，控制方式简单，均流效果好，但可靠性不高，公共模块故障将导致系统崩溃。主从控制以一台换流器作为主控单元，采用电压电流双闭环控制，其余换流器作为从机，只采用电流闭环控制。主从控制可靠性仍较低，虽然主机故障时可以选定一台从机作为新的主机，但切换过程可能出现不稳定。下垂控制由于无需通信互联线、冗余度好、可靠性高等优点成为近年来研究的重点，被广泛应用于UPS(Uninterruptible Power Supply，不间断电源)和微电网领域，以实现孤岛微电网的自主运行以及逆变器的功率均分。但是传统的频率和电压下垂控制存在以下问题：1)逆变器输出阻抗及线路阻抗不匹配导致的有功功率/无功功率耦合、功率分配精度不高；2)下垂特性导致的固有频率/电压偏移；3)功率计算环节中低通滤波器导致的动态性能差。基于虚拟阻抗法的电压-电流下垂控制能有效改善传统下垂控制的缺点，但这种方法需要各换流器相位保持同步。

目前，换流器的相位同步通过锁相环实现。多台换流器接入微网时，选择一台换流器作为主换流器，采用V/f控制，维持微网电压和频率稳定。其余换流器作为从换流器，利用锁相环跟踪交流母线相位。但由于逆变器的分散性，各逆变器只能对负载电压、而不是主逆变器的输出电压进行锁相，因此无法实现各逆变器的相位同步。此外，采用PLL(PhaseLocked Loop，锁相环)来同步逆变器和交流母线，这将不可避免的引入一台主逆变器以提供参考相位。在这种情况下，一旦主逆变器因故障或其它原因退出运行后，必须切换其它一台正常逆变器为主逆变器，才能保证系统的正常运行，这降低了系统的可靠性，增加了控制的复杂度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，在各换流器之间无需通信的基础上实现各换流器的相位同步。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于母线电压相角跟踪的多换流器均流控制方法，所述方法应用于交直流配电系统，所述交直流配电系统中多个直流电源分别通过不同换流器连接至同一交流母线，为接在交流母线上的负载供电；交流母线上对应每台换流器分别设有电压互感器，用于检测每台换流器接入前交流母线的电压；所述方法包括：

获取每个换流器启动后交流母线的电压，并判断每个换流器启动后交流母线的电压是否为零，获得判断结果；

若所述判断结果表示是，则将换流器接入所述交流母线，并在所述换流器每次接收到中断信号时，根据交流母线电压的相角和换流器出口侧电压的相角调整换流器出口侧电压的相角控制值，直至接入交流母线的所有换流器与交流母线电压的相角差均相等；

若所述判断结果表示否，则执行以下步骤：