[发明专利]一种电流源型变换器并网的稳定控制方法

权利要求书

1.一种电流源型变换器并网的稳定控制方法，所述稳定控制方法是基于稳定控制系统的控制方法，稳定控制系统中的并网变换器采用电流源型变换器，其特征在于，所述电流源型变换器的直流侧通过电感与前级变换器电性连接；所述电流源型变换器的交流侧通过CL型滤波器并入电网；所述电流源型变换器工作在直流电流控制以及无功功率控制模式；所述电流源型变换器并网的稳定控制方法采用双环控制结构，稳定控制系统还包括直流电流控制环、坐标变换单元、无功功率控制外环、镇定控制器、交流侧电压控制内环；所述稳定控制方法，具体包括以下过程：

在直流电流控制环中，直流电流的反馈值除以一个系数k_i后经过一个积分器输出相位θ；所述直流电流控制环中，设计控制系数k_i的值时满足以下条件：

其中，i_dcref为直流电流的额定参考值；

在坐标变换单元中，检测电流源型变换器的三相交流滤波电容的电压u_Cabc，并根据直流电流控制环输出的相位θ将反馈的三相电压u_Cabc变换为同步坐标系下的两相电压u_Cd、u_Cq；

在无功功率控制外环中，无功功率参考值Q_gref与无功功率反馈值Q_g之差经过一个系数为k₂的比例控制环节，无功功率控制外环的输出与电压初始值U_t0、镇定控制器输出之和作为d轴电压的参考值u_Cdref，q轴电压的参考值u_Cqref为0；

在镇定控制器中，直流电流的反馈值i_dc与直流电流的额定值i_dcn之差除以系数k_s，再经过一个高通滤波器后作为镇定控制器输出，其中T₁为高通滤波器的时间常数；

所述镇定控制器中，时间常数T₁满足如下关系：

其中，ω_g为电流源型变换器并网系统的潜在振荡频率；

所述镇定控制器中，系数k_s的最大值k_smax满足如下关系：

其中，i_dcn为直流电压的额定参考值，i_g为网侧输出电流的幅值，i_dc为直流电流的实际值；

在交流侧电压控制内环中，d轴电压的参考值u_Cdref、q轴电压的参考值u_Cqref分别与反馈值u_Cd、u_Cq之间作差，然后分别经过PI调节器，其输出分别为d、q轴的调制电流d、q轴调制电流经过旋转坐标变换为三相调制电流其中，用于旋转坐标变换的相位θ为直流电流控制环的输出，三相调制电流经过正弦脉冲宽度调制后作为电流源型变换器的触发脉冲。

2.根据权利要求1所述的一种电流源型变换器并网的稳定控制方法，其特征在于，所述镇定控制器中，设计稳定控制系数k_s时，k_s小于等于k_smax。

3.根据权利要求1所述的一种电流源型变换器并网的稳定控制方法，其特征在于，设计电流源型变换器参数时，按照如下步骤：

S1：去除镇定控制器，搭建电流源型变换器并网系统的仿真模型，并得出电流源型变换器并网系统的潜在振荡频率ω_g；

S2：按照式(2)设计镇定控制器的时间常数T₁；

S3：按照式(3)设计镇定控制器的控制系数k_s；

S4：将上述参数T₁、k_s代入，建立加入镇定控制器后电流源型变换器并网系统的阻抗模型，基于奈奎斯特判据判断该系统的稳定性；

S5：将上述参数T₁、k_s代入仿真模型，验证系统稳定性；

S6：如果设计出的参数T₁、k_s使电流源型变换器并网系统稳定运行，那么参数设计完毕；如果设计出的参数T₁、k_s无法使电流源型变换器并网系统稳定运行，那么重新设计稳定控制系数k_s，直到电流源型变换器并网系统稳定运行为止。