CN113381458A - 用于控制功率变换器的方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制功率变换器(109)的控制装置(101)被配置成：基于由所述功率变换器向交流电系统供应的电功率来形成频率下降值；通过所述频率下降值来减少频率控制值；基于所述电功率的目标值来形成功率控制值；通过所述功率控制值来增大所述频率控制值；以及向所述功率变换器供应所述频率控制值以控制所述功率变换器的交流电压频率。所述电功率被驱动至这样的值：在所述值处，所述频率下降值与所述功率控制值的组合效应使所述功率变换器的交流电压频率与交流电系统的工作频率相同。因而，可以通过改变所述功率控制值来控制所述电功率。

Description

用于控制功率变换器的方法和控制装置
技术领域
本公开总体涉及构成交流电系统(例如，微电网)的一部分的功率变换器的控制。更具体地，本公开涉及用于控制功率变换器的控制装置和方法。此外，本公开涉及用于控制功率变换器的计算机程序。
背景技术
在许多情况下，交流“AC”系统(诸如例如，微电网)被供应有用于将直流电压转换成一个或更多个交流电压(例如，转换成三相交流电压)的功率变换器。上文描述的种类的AC系统可以与另一AC系统并联连接，所述另一AC系统可以是例如公用电网或供应有一个或更多个功率变换器和/或一个或更多个发电机组的AC系统，每个发电机组采用由内燃机、风力涡轮机、水轮机或某种其它原动机驱动的发电机。
当与另一AC系统并联而运行AC系统(诸如例如，微电网)时，共同目标是在所述AC系统之间共享负载。例如，在微电网与公用电网同步且被连接至公用电网时，期望的操作可能是：使得所述公用电网馈送所有耗费的电功率且所述微电网以零功率并联操作，但是如果所述公用电网断开则准备承担负载。对于另一示例，电池可以被连接至微电网的功率变换器的直流电压侧，而且当所述微电网被连接至所述公用电网时所述电池被充电。为了对所述电池进行充电，所述功率变换器从所述公用电网汲取电功率并向所述电池馈送所述电功率。在上文提到的两种示例情况下，所述微电网的所述功率变换器的电功率需要被控制。
传统的解决方案是采用有源前端“AFE”控制，这意味着使用反馈控制来控制功率变换器的相电流。可以通过所述电流控制来实现功率控制。然而，当控制所述相电流时，不控制所述相电压但所述相电压采用迫使所述相电流到达目标值所需的值。这与所述微电网控制目标相反，所述微电网控制目标是生成受控的正弦电压并使负载确定所述电流。因而，在与公用电网并联运行的微电网中采用所述AFE控制意味着需要在连接所述公用电网时使用所述AFE控制且在断开所述公用电网时切换到电压控制，并且所述微电网的功率变换器需要生成期望的正弦电压。然而，实施所述AFE控制和所述电压控制两者会增加复杂性和成本。此外，实施所述AFE控制与所述电压控制之间的转换使得在转换期间电压平稳地继续是有挑战性的。例如，所述转换可能需要停止所述微电网的所述功率变换器中的调制。如果在停止所述调制时不连接所述公用电网，则所述微电网经历断电情形。不停止所述调制的要求意味着应在短时间范围(例如，大约100微秒)中执行转换过程。需要初始化正接通的控制方式，使得在先前的控制方式离开电压时所述电压平稳地继续。这种要求增加了复杂性并对计算资源提出了相当大的要求。此外，为了使所述转换在正确的时间处发生，所述公用电网的断开或连接需要被感测。在另一方正在操作接触器或触头以连接和断开所述微电网和所述公用电网的情况下，这可能是有挑战性的。此外，断开可能是无意的，并且因此需要瞬时微电网操作以防止断电情形。在上文描述的种类的情况下，确定正确的转换变成关键因素。
发明内容
下文提出了简单的发明内容，以提供对各个发明实施例的一些方面的基本理解。所述发明内容不是本发明的广泛概述。既不旨在识别本发明的关键或重要部件或元素，也不旨在叙述本发明的范围。以下发明内容仅以简化形式提出本发明的一些构思，作为本发明的例示实施例的更详细描述的前序。
根据本发明，提供有一种新的用于控制功率变换器的控制装置，所述功率变换器可以是例如构成交流“AC”微电网的一部分的功率变换器。
根据本发明的控制装置包括被配置成进行以下操作的数据处理系统：
-基于指示所述功率变换器的电功率的数据来形成频率下降值，以及
-通过所述频率下降值来改变频率控制值，当功率流方向是从所述功率变换器的交流电压端子向外时，所述频率下降值使所述频率控制值减小，
-基于指示所述电功率的目标值的数据来形成功率控制值，
-通过所述功率控制值来改变所述频率控制值，当所述电功率的所述目标值与从所述功率变换器的所述交流电压端子向外的功率流方向相对应时，所述功率控制值使所述频率控制值增大，以及
-向所述功率变换器输送所述频率控制值以控制所述功率变换器的交流电压频率。
所述频率控制值对所述频率下降值的依赖构成了从所述功率变换器的电功率至所述功率变换器的交流电压频率的下降反馈。在由所述功率变换器的所述交流电压频率大于所述AC系统的工作频率时，由所述功率变换器向交流“AC”系统(例如，AC微电网与AC公用电网的并联连接)供应的电功率增大，因为这种频率差增大了所述功率变换器与所述AC系统之间的功率角。在这种例示情况下，上文提到的下降反馈使所述功率变换器的交流电压频率减小，这进而使所述电功率减小。相应地，当所述功率变换器的交流电压频率小于所述AC系统的工作频率时，由所述功率变换器向所述AC系统供应的电功率减小，因为这种频率差使上文提到的功率角减小。在这种情况下，上文提到的下降反馈使所述功率变换器的交流电压频率增大，这使所述电功率增大。
作为上文描述的下降反馈的推论，所述电功率被驱动至这样的值：在所述值处，所述下降反馈与上文提到的功率控制值的组合效应使所述功率变换器的交流电压频率与所述AC系统的工作频率相同。因而，可以通过改变所述功率控制值来控制所述电功率以将所述电功率驱动至其目标值。如果例如逐步增大所述功率控制值，则所述功率变换器的交流电压频率变得大于所述AC系统的工作频率，并且因此所述功率角且由此供应至所述AC系统的所述电功率开始增大。作为增大电功率的推论，所述下降反馈开始使所述功率变换器的交流电压频率减小，直到所述功率变换器的交流电压频率变得等于所述AC系统的工作频率为止，从而所述功率角停止增大。所述功率角的最终值大于其在所述功率控制值的所述逐步增量的时间瞬间的值。因而，在上文描述的例示情况中，所述电功率被增大了与所述功率控制值的所述逐步增量相对应的量。此外，所述下降反馈使得所述功率变换器可能适于所述AC系统的工作频率的变化。
在本文献中，术语“电功率”意味着与AC系统相结合的有功功率，即，既不是无功功率，也不是视在功率。使用所述术语“电功率”是因为，这个术语能够与AC系统和直流“DC”系统两者结合使用。
根据本发明，还提供有一种新的功率变换器，包括：
-变换级，所述变换级被配置成形成一个或更多个交流电压，
-驱动级，所述驱动级被配置成根据表示一个或更多个交流电压的频率的频率控制值来控制所述变换级以形成一个或更多个交流电压，以及
-根据本发明的控制装置，并且所述控制装置被配置成确定所述频率控制值。
根据本发明，还提供有一种新的用于控制型功率变换器的方法。根据本发明的方法包括：
-基于指示所述功率变换器的电功率的数据来形成频率下降值，以及
-通过所述频率下降值来改变频率控制值，当功率流方向是从所述功率变换器的交流电压端子向外时，所述频率下降值使所述频率控制值减小，
-基于指示所述电功率的目标值的数据来形成功率控制值，
-通过所述功率控制值来改变所述频率控制值，当所述电功率的所述目标值与从所述功率变换器的所述交流电压端子向外的功率流方向相对应时，所述功率控制值使所述频率控制值增大，以及
-向所述功率变换器输送所述频率控制值以控制所述功率变换器的交流电压频率。
根据本发明，还提供有一种新的用于控制型功率变换器的计算机程序。根据本发明的计算机程序包括用于控制可编程处理系统进行以下操作的计算机可执行指令：
-基于指示所述功率变换器的电功率的数据来形成频率下降值，以及
-通过所述频率下降值来改变频率控制值，当功率流方向是从所述功率变换器的交流电压端子向外时，所述频率下降值使所述频率控制值减小，
-基于指示所述电功率的目标值的数据来形成功率控制值，
-通过所述功率控制值来改变所述频率控制值，当所述电功率的所述目标值与从所述功率变换器的所述交流电压端子向外的功率流方向相对应时，所述功率控制值使所述频率控制值增大，以及
-向所述功率变换器输送所述频率控制值以控制所述功率变换器的交流电压频率。
根据本发明，还提供有一种新的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括利用根据本发明的计算机程序来编码的非易失性计算机可读介质，例如光盘“CD”。
在随附的从属权利要求中描述各个例示且非限制性的实施例。
将根据结合附图阅读具体的例示且非限制性的实施例的以下描述，最好地理解涉及构造和操作方法两者的各个例示且非限制性的实施例及其额外的目的和优点。
在本文献中，动词“包括”和“包含”被用作开放性限制，其既不排除也不需要存在未叙述的特征。除非另外明确地指出，否则从属权利要求中叙述的特征能够相互自由结合。此外，将理解，在整个本文献中，“一”(“a”或“an”)(即单数形式)不排除复数。
附图说明
下文中更详细地且参考附图解释了例示且非限制性的实施例及其优势，在附图中：
图1a图示了根据例示且非限制性的实施例的功率变换器，图1b图示了根据例示且非限制性的实施例的控制装置，图1c图示了根据另一例示且非限制性的实施例的控制装置，和
图2示出了根据例示且非限制性的实施例的用于控制功率变换器的方法的流程图。
具体实施方式
在以下说明书中提供的具体示例不应被视为限制随附权利要求的范围和/或适用范围。除非明确指出，否则在说明书中提供的示例的列表和组是不详尽的。
图1a示出了根据例示且非限制性的实施例的功率变换器109的高级框图。在图1a中呈现的例示情况下，所述功率变换器109被配置成经由线路滤波器106在直流“DC”系统105与交流“AC”系统114之间传递电功率，所述线路滤波器106可以例如是电感-电容-电感“LCL”滤波器。在这种例示情况下，所述AC系统114包括AC微电网107和可以是例如AC公用电网的另一AC电网108。所述AC微电网107和所述AC电网108经由断路器115并联连接。所述DC系统105可以例如使其有时向所述功率变换器109供应电功率(即，UDC×IDC>0时)，但有时其接收来自所述功率变换器109的电功率(即，UDC×IDC<0)，并且有时在所述DC系统105与所述功率变换器109之间没有电功率传递(即，UDC×IDC＝0)。所述DC系统105可以包括例如燃料电池、和/或光伏板、和/或电池系统、和/或电容器系统，其中所述电池系统和/或电容器系统有时充电有时放电。
所述功率变换器109包括被配置成将直流电压UDC转换成交流电压的变换级104。在这种例示情况下，所述功率变换器109被配置成将所述直流电压UDC转换成三相交流电压。然而，还可能的是，相的数目少于三或大于三。所述变换级104可以是例如与可控半导体部件以及可能与二极管一起实施的逆变桥，所述可控半导体部件诸如例如绝缘栅双极晶体管“IGBI”或可关断或门极关断“GTO”晶闸管，所述二极管与所述可控半导体部件反并联。所述功率变换器109包括驱动级103，所述驱动级103被配置成根据表示三相交流电压的频率的频率控制值fc来控制所述变换级104以形成所述三相交流电压。在这种例示功率变换器109中，所述驱动级103被配置成还根据表示所述三相交流电压的振幅的电压控制值Uc来控制所述变换级104。可以例如通过形成相电压基准并根据所述相电压基准来运行脉宽调制“PWM”，从而产生所述三相交流电压。所述PWM产生构成所述三相交流电压的相电压。还存在使用PWM形成所述三相交流电压的其它技术，例如，空间矢量调制。
所述功率变换器109包括根据例示且非限制性的实施例的用于确定上文提到的频率控制值fc的控制装置101。在这种例示情况下，所述控制装置101也被配置成确定上文提到的电压控制值Uc。图1b中示出了所述控制装置101的信号图。所述控制装置101包括数据处理系统102，所述数据处理系统102被配置成基于指示所述功率变换器109的实际电功率pact的数据来形成频率下降值Δfdroop。所述数据处理系统102被配置成通过所述频率下降值Δfdroop来改变所述频率控制值fc，使得当功率流方向是从所述功率变换器109的交流电压端子113向外(即，所述功率流方向是从所述功率变换器109至所述AC系统114)时，所述频率下降值使所述频率控制值fc减小。相应地，当所述功率流方向是从所述AC系统114至所述功率变换器109时，所述频率下降值Δfdroop使所述频率控制值fc增大。所述频率控制值fc对所述频率下降值Δfdroop的依赖构成了从所述功率变换器109的所述电功率pact至所述功率变换器109的交流电压频率的下降反馈。当所述功率变换器109的交流电压频率大于所述AC系统114的工作频率时，所述电功率pact增大，因为这种频率差增大了所述功率变换器109与所述AC系统114之间的功率角。在这种例示情形下，上文提到的下降反馈使所述功率变换器109的交流电压频率减小，这进而使所述电功率pact减小。相应地，当所述功率变换器的交流电压频率小于所述AC系统114的工作频率时，所述电功率pact减小，因为这种频率差使上文提到的功率角减小。在这种例示情形下，上文提到的下降反馈使所述功率变换器109的交流电压频率增大，进而使所述电功率pact增大。
所述数据处理系统102被配置成基于指示所述功率变换器109的电功率的目标值pref的数据来形成功率控制值Δfpc。所述数据处理系统102被配置成通过所述功率控制值Δfpc来改变所述频率控制值fc，使得当所述目标值pref与从所述功率变换器的交流电压端子113向外的功率流方向(即，所述功率流方向是从所述功率变换器109至所述AC系统114)相对应时，所述功率控制值使所述频率控制值增大。相应地，当所述目标值pref与从所述AC系统114至所述功率变换器109的功率流方向相对应时，所述功率控制值Δfpc使所述频率控制值fc减小。所述数据处理系统102被配置成向所述驱动级103传递所述频率控制值fc以控制所述功率变换器109的交流电压频率。
作为上文描述的下降反馈的推论，所述电功率pact被驱动至这样的值：在所述值处，所述下降反馈与上文提到的功率控制值Δfpc的组合效应使所述功率变换器109的交流电压频率与所述AC系统114的工作频率相同。因而，可以通过改变所述功率控制值Δfpc来控制所述电功率pact以将所述电功率pact驱动至其目标值pref。如果例如通过逐步增大dΔfpc来增大所述功率控制值Δfpc，则所述功率变换器109的交流电压频率变得大于所述AC系统114的工作频率，并且因此所述功率角且由此所述电功率pact开始增大。作为增大电功率pact的推论，所述下降反馈开始减小所述功率变换器109的交流电压频率，直到所述功率变换器109的交流电压频率变得等于所述AC系统114的工作频率为止，由此所述功率角停止增大。所述功率角的最终值大于其在所述功率控制值的所述逐步增量的时间瞬间的值。因而，在上文描述的例示情况中，所述电功率pact被增大了与所述功率控制值的所述逐步增量dΔfpc相对应的量。
在根据例示且非限制性的实施例的控制装置中，所述数据处理系统102被配置成根据以下公式形成所述频率控制值fc：
fc＝f0–Δfdroop+Δfpc， (1)
Δfdroop＝αpact，以及 (2)
Δfpc＝αpref， (3)
其中f0是所述频率控制值的基准值，并且α是根据所述电功率pact来改变所述频率控制值fc的下降系数。所述基准值f0可以被设定成例如尽可能靠近所述AC系统114的工作频率。所述下降系数α可以为例如：
α＝kdroop fnom/pnom， (4)
其中kdroop是下降速率系数，fnom是所述AC系统114的名义工作频率，并且pnom是所述功率变换器109的名义电功率。所述下降速率系数kdroop可以例如处于0.01至0.1的范围内，例如0.04。
上面给出的公式1-3表明，在稳态下，如果所述基准值f0是所述AC系统114的工作频率，则所述实际电功率pact等于所述目标值pref，因为在所述稳态下，所述功率变换器109的交流电压频率必须等于所述AC系统114的工作频率，即fc必须等于f0。因此，基于公式1，Δfdroop必须等于Δfpc，这导致pact＝pref。
在根据例示且非限制性的实施例的控制装置中，所述数据处理系统102被配置成将所述功率控制值Δfpc的变化率(即dΔfpc/dt)限制成至多达预定的上限。在图1b中，用斜线框110来描绘所述变化率的限制。例如当所述AC微电网107从停电情形启动时，所述变化率的所述限制可以是有利的。
在不限制一般性的情况下，我们可以考虑一例示情形：其中，所述断路器115被闭合，即所述AC微电网107与所述AC电网108并联连接，所述功率变换器109的所述电功率pact是例如零，并且由所述AC电网108供应至所述AC微电网107的电功率是所述功率变换器109的所述名义功率pnom。所述目标值pref假定为零。然后，我们假定所述AC电网108的工作频率改变达Δf。所述改变Δf引起所述功率变换器109的所述电功率pact的改变，因为所述改变Δf引起所述功率变换器109与所述AC系统114之间的频率差。在新的平衡点，所述功率变换器109的交流电压频率已经被改变达Δf并且所述电功率pact是-Δf/α。通过将所述目标值pref调整至Δf/α，所述电功率pact可以被返回至零。因而，上文描述的功率控制可以被用于在所述AC电网108的工作频率改变时将所述功率变换器109的所述电功率pact保持为期望的值。
对于另一示例，我们假定，当所述AC电网108的工作频率是所述名义工作频率fnom时，所述断路器115被突然断开，所述AC电网108向所述AC微电网107供应电功率pload，则所述功率变换器109的所述电功率pact是零并且所述目标值pref是零。在上文描述的例示情形中，所述AC微电网107开始从所述功率变换器109汲取电功率，即所述功率变换器109的操作类似于不间断电源“UPS”操作。所述下降反馈引起所述功率变换器109的交流电压频率下降达αpload。如果所述下降速率系数kdroop是例如0.04，则所述功率变换器109的交流电压频率下降达4％×pload/pnom。通过将pref调整至pload，所述功率变换器109的交流电压频率可以被返回至fnom。
在根据例示且非限制性的实施例的控制装置中，所述数据处理系统102被配置成基于指示所述功率变换器109的无功功率Q的数据来形成电压下降值Δudroop。所述数据处理系统102被配置成改变所述电压控制值Uc，使得所述电压下降值响应于所述功率变换器109产生感性无功功率(即消耗容性无功功率)的情形而减小所述功率变换器109的三相电压的振幅。相应地，所述电压下降值响应于所述功率变换器109消耗感性无功功率的情形而增大所述三相电压的振幅。上文描述的电压下降有利于所述无功功率的控制。例如，在两个功率变换器被连接至同一AC电网的情况下，所述电压下降是用于在这些功率变换器之间共享无功功率的工具。
在根据例示且非限制性的实施例的控制装置中，所述数据处理系统102被配置成根据以下公式形成所述电压控制值Uc：
Uc＝U0–Δudroop，以及 (5)
Δudroop＝γQ， (6)
其中U0是所述电压控制值的基准值，并且γ是根据所述无功功率Q来改变所述电压控制值Uc的电压下降系数。当所述功率变换器109产生感性无功功率时，所述无功功率Q为正的。所述基准值U0可以被设定为例如所述AC系统114的所述名义电压。
在图1a和图1b中图示的例示情况中，指示所述实际电功率pact的数据包括所述直流电压UDC和所述直流IDC的测量值或估计值。如果所述变换级104的损失可以被认为是可以忽略的，则所述实际电功率pact可以被估计为UDC×IDC。在所述直流电压UDC保持大致恒定的例示情况中，指示所述电功率的数据仅包括所述直流IDC的测量值或估计值可能就足够了。还可能的是：指示所述电功率的数据包括在所述功率变换器109的交流电压端子113处的有功电流的测量值或估计值、以及由所述功率变换器109产生的所述三相交流电压的测量振幅或估计振幅。在所述三相交流电压的振幅保持大致恒定的例示情况中，指示所述电功率的数据仅包括所述有功电流的测量值或估计值可能就足够了。因而，可能的是：所述有功电流的实际值的和目标值被用于代替所述电功率的实际值pact和目标值pref。
如由上文提出的公式1-3说明的，如果所述基准值f0等于所述AC系统114的工作频率，则所述功率变换器109的所述实际电功率pact等于稳态下的目标值pref。在实践中，所述AC系统114的工作频率可以变化，并且因此所述基准值f0可以不同于所述AC系统114的工作频率。在这种情况下，所述实际电功率pact被驱动至这样的值：使得所述实际电功率pact与所述目标值pref之间的差补偿所述基准值f0与所述AC系统114的实时工作频率之间的差。可以例如通过调整所述目标值pref使得所述实际电功率pact达到其期望值，来处理这种情形。还可能形成这样的校正值：其被添加至所述频率控制值fc且补偿所述基准值f0与所述AC系统114的实时工作频率之间的差，使得所述实际电功率pact不需要不同于所述目标值pref。
图1c示出根据例示且非限制性的实施例的用于确定上文提到的频率控制值fc的控制装置的信号图。在这种例示情况下，所述控制装置的数据处理系统被配置成计算误差值e的时间积分，所述误差值e与所述电功率的所述目标值pref和所述实际电功率pact之间的差成比例。所述数据处理系统被配置成用校正值Δfcorr来校正所述频率控制值，所述校正值Δfcorr依赖于所述误差值的时间积分。只要所述实际电功率pact不同于所述目标值pref，所述时间积分就会改变。因而，在所述时间积分大致不改变的稳态下，所述实际电功率pact大致等于所述目标值pref，并且所述校正值Δfcorr补偿所述基准值f0与所述AC系统114的所述实时工作频率之间的差。
在根据例示且非限制性的实施例的控制装置中，所述数据处理系统被配置成根据以下公式形成所述频率控制值fc：
fc＝f0–Δfdroop+Δfpc+Δfcorr， (7)
Δfdroop＝αpact， (8)
Δfpc＝αpref，以及 (9)
Δfcorr＝βI∫(pref–pact)dt+βP(pref–pact)， (10)
其中βI和βP是控制参数。上文提到的公式10表示比例和积分“PI”控制器。所述控制参数βI和βP可以例如如下：
βP＝αg，以及
βI＝α/TI，
其中g是增益系数，TI是积分时间。如先前在公式4中提出的，所述下降系数α可以例如是kdroop fnom/pnom。在图1c中，用控制器框111描绘所述PI控制器。还可能的是：g为零，从而所述控制器框111仅是积分控制器。
在根据例示且非限制性的实施例的控制装置中，所述数据处理系统被配置成将所述校正值Δfcorr限制至少达预定下限Δfcorr,min且至多达预定上限Δfcorr,max。在图1c中，用限制器框112来描绘所述校正值Δfcorr的限制或范围。所述数据处理系统被有利地配置成实施抗饱和功能，所述抗饱和功能防止上文提到的时间积分的绝对值响应于所述校正值Δfcorr到达上文提到的上限Δfcorr,max或上文提到的下限Δfcorr,min的情形而增大。
在图1a中示出的所述AC电网108被切断、且所述功率变换器109被单独留下来馈送所述AC微电网107(在所述切断后所述AC微电网107是孤岛电网)的情形下，上文描述的所述校正值Δfcorr的限制可以变得有效。例如，如果所述功率变换器109以所述电功率的负目标值pref操作(例如，对所述DC系统105的电池进行充电)，则切断所述AC电网108使所述下降反馈减小所述功率变换器109的交流电压频率，因为所述电功率pact不能再为负的，即，所述功率变换器109不能接收来自所述AC系统114的电功率并且因此在所述切断之后所述电功率(作为带符号的量)增大。然而，所述交流电压频率的减小不能驱动所述电功率pact以满足负的目标值，因为不再连接所述AC电网108。因而，所述差pref–pact保持为负的并且所述校正值Δfcorr减小直到其满足其下限Δfcorr，min为止。在后文中，所述交流电压频率是f0+Δfcorr,min+αpref–αpact，并且所述功率变换器109馈送连接至所述AC微电网107的负载。
在图1a中示出的所述数据处理系统102的实施方式可以基于一个或更多个模拟电路、一个或更多个数字处理电路、或它们的组合。每个数字处理电路可以是设置有适当的软件的可编程处理器电路、专用硬件处理器(诸如例如专用集成电路“ASIC”)、或可配置硬件处理器(诸如例如现场可编程门阵列“FPGA”)。此外，所述数据处理系统102可以包括一个或更多个存储电路，每个存储电路可以例如是随机存取存储器“RAM”电路。
图2示出了根据例示且非限制性的实施例的用于控制功率变换器的方法的流程图。所述方法包括以下动作：
-动作201：基于指示所述功率变换器的电功率的数据来形成频率下降值，和
-动作202：通过所述频率下降值来改变频率控制值，当功率流方向是从所述功率变换器的交流电压端子向外时所述频率下降值使所述频率控制值减小，
-动作203：基于指示所述电功率的目标值的数据来形成功率控制值，
-动作204：通过所述功率控制值来改变所述频率控制值，当所述电功率的所述目标值与从所述功率变换器的所述交流电压端子向外的功率流方向相对应时所述功率控制值使所述频率控制值增大，以及
-动作205：向所述功率变换器输送所述频率控制值以控制所述功率变换器的交流电压频率。
在根据例示且非限制性的实施例的方法中，根据以下公式形成所述频率控制值：
fc＝f0–Δfdroop+Δfpc，
Δfdroop＝αpact，以及
Δfpc＝αpref，
其中fc是所述频率控制值，f0是所述频率控制值的基准值，pact是所述功率变换器的电功率，Δfdroop是所述频率下降值，pref是所述电功率的目标值，Δfpc是所述功率控制值，α是用于根据所述电功率改变所述频率控制值的下降系数。
根据例示且非限制性的实施例的方法包括：将所述功率控制值的变化率限制成至多达所述变化率的预定上限。
根据例示且非限制性的实施例的方法包括：计算误差值的时间积分，所述误差值与所述电功率的目标值和所述电功率之间的差成比例；以及利用依赖于所述误差值的所述时间积分的校正值来校正所述频率控制值。
在根据例示且非限制性的实施例的方法中，根据以下公式形成所述频率控制值：
fc＝f0–Δfdroop+Δfpc+Δfcorr，
Δfdroop＝αpact，
Δfpc＝αpref，以及
Δfcorr＝βI∫(pref–pact)dt，
其中Δfcorr是所述校正值，βI是控制参数。
在根据例示且非限制性的实施例的方法中，所述误差值(例如pref–pact)是比例和积分控制器的输入值，并且所述校正值是所述比例和积分控制器的输出值。
根据例示且非限制性的实施例的方法包括：将所述校正值限制成至少达所述校正值的预定下限且至多达所述校正值的预定上限。
根据例示且非限制性的实施例的方法包括：防止上文提到的时间积分的绝对值响应于所述校正值到达所述校正值的预定上限或所述校正值的预定下限的情形而增大。
根据例示且非限制性的实施例的方法包括：基于指示所述功率变换器的无功功率的数据来形成电压下降值。所述电压下降值响应于所述功率变换器产生感性无功功率的情形而减小所述功率变换器的电压振幅。相应地，所述电压下降值响应于所述功率变换器消耗感性无功功率的情形而增大所述功率变换器的电压的振幅。
根据例示且非限制性的实施例的计算机程序包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于控制可编程处理系统执行与根据任一上文描述的例示且非限制性的实施例有关的动作。
根据例示且非限制性的实施例的计算机程序包括用于控制功率变换器的软件模块。所述软件模块包括用于控制可编程处理系统以进行以下操作的计算机可执行指令：
-基于指示所述功率变换器的电功率的数据来形成频率下降值，以及
-通过所述频率下降值来改变频率控制值，当功率流方向是从所述功率变换器的交流电压端子向外时所述频率下降值使所述频率控制值减小，
-基于指示所述电功率的目标值的数据来形成功率控制值，
-通过所述功率控制值来改变所述频率控制值，当所述电功率的所述目标值与从所述功率变换器的所述交流电压端子向外的功率流方向相对应时，所述功率控制值使所述频率控制值增大，以及
-向所述功率变换器输送所述频率控制值以控制所述功率变换器的交流电压频率。
所述软件模块可以例如是利用适合于所述可编程处理系统的编程工具实施的子程序或功能。
根据例示且非限制性的实施例的计算机程序产品包括利用根据本发明的例示实施例的计算机程序编码的计算机可读介质，例如光盘“CD”。
根据例示且非限制性的实施例的信号被编码以承载限定根据本发明的例示实施例的计算机程序的信息。
在上文给出的描述中提供的具体示例不应被视为限制随附权利要求的范围和/或适用范围。除非明确指出，否则在上文给出的描述中提供的示例的列表和组是不详尽的。

Claims (15)

1.一种用于控制功率变换器的控制装置(101)，所述控制装置包括被配置成进行以下操作的数据处理系统(102)：
-基于指示所述功率变换器的电功率(pact)的数据(UDC、IDC)来形成频率下降值(Δfdroop)，和
-通过所述频率下降值来改变频率控制值(fc)，当功率流方向是从所述功率变换器的交流电压端子向外时所述频率下降值使所述频率控制值减小，
其特征在于，所述数据处理系统被配置成：
-基于指示所述电功率的目标值(pref)的数据来形成功率控制值(Δfpc)，
-通过所述功率控制值来改变所述频率控制值，当所述电功率的所述目标值与从所述功率变换器的所述交流电压端子向外的功率流方向相对应时，所述功率控制值使所述频率控制值增大，以及
-向所述功率变换器输送所述频率控制值以控制所述功率变换器的交流电压频率。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述数据处理系统被配置成根据以下公式形成所述频率控制值：
fc＝f0–Δfdroop+Δfpc，
Δfdroop＝αpact，以及
Δfpc＝αpref，
其中fc是所述频率控制值，f0是所述频率控制值的基准值，pact是所述功率变换器的电功率，Δfdroop是所述频率下降值，pref是所述电功率的目标值，Δfpc是所述功率控制值，α是用于根据所述电功率改变所述频率控制值的下降系数。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，所述数据处理系统被配置成将所述功率控制值(Δfpc)的变化率限制成至多达所述变化率的预定上限。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制装置，其中，所述数据处理系统被配置成：计算误差值的时间积分，所述误差值与所述电功率的目标值和所述电功率之间的差(pref–pact)成比例；和利用依赖于所述误差值的时间积分的校正值(Δfcorr)来校正所述频率控制值。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其中，所述数据处理系统被配置成根据以下公式形成所述频率控制值：
fc＝f0–Δfdroop+Δfpc+Δfcorr，
Δfdroop＝αpact，
Δfpc＝αpref，以及
Δfcorr＝βI∫(pref–pact)dt
其中fc是所述频率控制值，f0是所述频率控制值的基准值，pact是所述功率变换器的电功率，Δfdroop是所述频率下降值，pref是所述电功率的目标值，Δfpc是所述功率控制值，Δfcorr是所述校正值，α是用于根据所述电功率改变所述频率控制值的下降系数，βI是控制参数。
6.根据权利要求4或5所述的控制装置，其中，所述数据处理系统被配置成构成比例和积分控制器，并且所述误差值是所述比例和积分控制器的输入值，所述校正值是所述比例和积分控制器的输出值。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的控制装置，其中，所述数据处理系统被配置成将所述校正值限制成至少达所述校正值的预定下限且至多达所述校正值的预定上限。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其中，所述数据处理系统被配置成防止所述时间积分的绝对值响应于所述校正值到达所述校正值的预定上限或所述校正值的预定下限的情形而增大。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的控制装置，其中，所述数据处理系统被配置成基于指示所述功率变换器的无功功率(Q)的数据来形成电压下降值(Δudroop)，所述电压下降值响应于所述功率变换器产生感性无功功率的情形而使所述功率变换器的电压的振幅减小。
10.一种功率变换器(109)，包括：
-变换级(104)，所述变换级被配置成形成一个或更多个交流电压，
-驱动级(103)，所述驱动级被配置成根据表示所述一个或更多个交流电压的频率的频率控制值(fc)来控制所述变换级形成所述一个或更多个交流电压，以及
-根据权利要求1-9中任一项所述的控制装置(101)，并且所述控制装置被配置成确定所述频率控制值。
11.根据权利要求10所述的功率变换器，其中，所述驱动级被配置成根据所述频率控制值(fc)和电压控制值(Uc)来控制所述变换级形成所述一个或更多个交流电压，并且所述控制装置是根据权利要求9所述的控制装置且被配置成确定所述电压控制值。
12.一种用于控制功率变换器的方法，所述方法包括：
-基于指示所述功率变换器的电功率(pact)的数据来形成(201)频率下降值(Δfdroop)，以及
-通过所述频率下降值来改变(202)频率控制值(fc)，当功率流方向是从所述功率变换器的交流电压端子向外时所述频率下降值使所述频率控制值减小，
其特征在于，所述方法还包括：
-基于指示所述功率变换器的目标值(pref)的数据来形成(203)功率控制值(Δfpc)，
-通过所述功率控制值来改变(204)所述频率控制值，当所述电功率的所述目标值与从所述功率变换器的所述交流电压端子向外的功率流方向相对应时，所述功率控制值使所述频率控制值增大，以及
-向所述功率变换器输送(205)所述频率控制值以控制所述功率变换器的交流电压频率。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法包括：
计算误差值的时间积分，所述误差值与所述电功率的目标值和所述电功率之间的差(pref–pact)成比例；和
利用依赖于所述误差值的所述时间积分的校正值(Δfcorr)来校正所述频率控制值。
14.一种用于控制功率变换器的计算机程序，所述计算机程序包括用于控制可编程处理系统进行以下操作的计算机可执行指令：
-基于指示所述功率变换器的电功率(pact)的数据来形成频率下降值(Δfdroop)，以及
-通过所述频率下降值来改变频率控制值(fc)，当功率流方向使从所述功率变换器的交流电压端子向外时，所述频率下降值使所述频率控制值减小，
其特征在于，所述计算机程序包括用于控制所述可编程处理系统进行以下操作的计算机可执行指令：
-基于指示所述电功率的目标值(pref)的数据来形成功率控制值(Δfpc)，
-通过所述功率控制值来改变所述频率控制值，当所述电功率的所述目标值与从所述功率变换器的所述交流电压端子向外的功率流方向相对应时，所述功率控制值使所述频率控制值增大，以及
-向所述功率变换器输送所述频率控制值以控制所述功率变换器的交流电压频率。
15.一种利用根据权利要求14所述的计算机程序编码的非易失性计算机可读介质。
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