[发明专利]一种多端口共高频电能路由器控制方法和系统

说明书

本申请实施例公开了一种多端口共高频电能路由器控制方法和系统，所述方法包括：建立多端口共高频电能路由器的数学模型，以确定目标解耦环节；根据目标解耦环节的d、q轴的分量，将稳压分量作为q轴给定，将无功分量作为d轴给定，以实现双闭环外环的控制；建立SVPWM调制方式下的解耦控制方法，其调制信号Vsubgt;abc/subgt;由二次解耦公式并通过坐标变换得来的Vsubgt;α/subgt;、Vsubgt;β/subgt;变换得到；将调制信号Vsubgt;abc/subgt;与目标正弦波形相比较得到调制信号fsubgt;m/subgt;，通过调制信号发生器得到多端口共高频电能路由器开关信号。实现了控制电网与路由器系统功率交换的功能，也可抑制路由器向电网注入的谐波。

技术领域

本申请实施例涉及电能路由器技术领域，具体涉及一种多端口共高频电能路由器控制方法和系统。

背景技术

随着生态环境的不断恶化和能源供求关系的日趋紧张，大力发展可再生能源，加快推进能源清洁低碳转型发展，已经逐渐成为目前全世界能源发展的主题。传统电力系统无法应对高比例新能源、高比例电力电子设备带来了出力不稳定、谐波注入等诸多挑战。基于电力电子器件的共高频交流母线电能路由器作为交直流电网连接的核心装置，不仅可为多元源荷互动场景提供灵活多样的接口形式，还可实现主动控制能量多向流动，管理能量流的功能。

大规模电力电子装置的应用引入了高频次、宽频域的不确定性谐波电流，当发电机定子电压和电流中含有谐波分量时，会使定子输出有功功率和无功功率发生脉动，易诱发发电机组与电网的振荡、瞬时谐波相互作用和电压闪变等复杂问题，严重时导致机组解列，影响电网安全稳定运行。电能路由器系统内部谐波的影响因素众多，包括高压侧整流谐波、电力电子器件调制以及线路参数谐振等。准确把握电能路由器的谐波输出特征可以为控制路由器系统输出电能符合并网标准奠定基础，精确研究路由器内部谐波产生以及传播机理可以抑制高频变压器处的运行损耗，提升系统的稳定性和经济型。

国内外学者在控制电能路由器的策略方面已有一定研究，大部分研究是注重于如何实现路由器不同端口之间的功率交换，缺乏谐波治理的研究。对于电能路由器，高压侧整流区域是与电网相连的部分，因此其拓扑结构的选择影响谐波电流的程度最大。不同的器件构造和控制策略对于谐波的特性也会产生特定的影响，同时，当路由器端口故障或者运行状态不稳定时都会对于其注入电网的谐波产生不可知的影响，因此测量动态运行下的路由器谐波机制以及实现多元源荷动态变化下路由器系统的稳定运行，也是亟需解决的难点。

发明内容

为此，本申请实施例提供的一种多端口共高频电能路由器控制方法和系统中，提出了多元源荷下基于双重移相控制的共高频交流母线电能路由器谐波抑制方法，同时建立双闭环解耦功率控制策略，即可实现控制电网与路由器系统功率交换的功能，也可抑制路由器向电网注入的谐波。

解决谐波注入以及动态运行下路由器故障等问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种多端口共高频电能路由器控制方法，所述方法包括：

建立多端口共高频电能路由器的数学模型，以确定目标解耦环节；

根据目标解耦环节的d、q轴的分量，将稳压分量作为q轴给定，将无功分量作为d轴给定，以实现双闭环外环的控制；

建立SVPWM调制方式下的解耦控制方法，其调制信号V_abc由二次解耦公式并通过坐标变换得来的V_α、V_β变换得到；

将调制信号V_abc与目标正弦波形相比较得到调制信号f_m，通过调制信号发生器得到多端口共高频电能路由器开关信号。

可选地，所述建立多端口共高频电能路由器的数学模型，以确定目标解耦环节，是按照如下公式进行：