CN114629151A - 储能并网变流器的电流解耦控制方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了储能并网变流器的电流解耦控制方法、装置及设备，所述方法包括：确定接于并网变流器的网络电感的电感值，基于并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率，将网络电感的电感值与并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值，利用并网变流器中的电流内环表达式，以及并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程。由此可见，将锁相频率代替传统的固定角频率，并将不可忽略的网络电感与滤波电感合并，作为解耦电感，由此基于电流内环表达式和网络方程联立解耦得到的有功电流控制方程和无功电流控制方程互不相关，能够实现对有功电流和无功电流的独立控制。

Description

储能并网变流器的电流解耦控制方法、装置及设备

技术领域

本申请涉及电机控制领域，更具体的说，是涉及储能并网变流器的电流解耦控制方法、装置及设备。

背景技术

随着生活条件的日渐丰富，用电需求大幅增加，用电量大幅攀升，电力系统需要大量并网变流器。并网变流器在电网网络中，一方面需要维持设备的电压稳定，另一方面需要调节电网网络工作情况中的有功和无功出力，因此并网变流器需要对电网网络的有功电流和无功电流实现解耦控制。

当变流器工作在强网状态下时，也就是网络电感远小于设备的滤波电感时，无功电流和有功电流之间相互影响很小，变流器可以实现有功电流和无功电流的解耦控制。然而，在实际电力系统中，变流器往往需面对弱网的工作状态，也就是网络电感远大于设备滤波电感，无功电流和有功电流之间相互影响较大，已有控制存在有功电流和无功电流解耦失效的风险。

如何实现在变流器并入电网网络的网络电感的电感值超过一定值的情况下，对无功电流和有功电流的有效解耦，是需要解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供储能并网变流器的电流解耦控制方法、装置及设备，以实现在变流器并入电网网络的网络电感的电感值超过一定值的情况下，对无功电流和有功电流的有效解耦。

为了实现上述目的，现提出具体方案如下：

储能并网变流器的电流解耦控制方法，包括：

确定接于并网变流器的网络电感的电感值；

基于所述并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率；

将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值；

利用所述并网变流器中的电流内环表达式，以及所述并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程，以独立控制所述并网变流器中的有功电流和无功电流；

其中，所述电流内环表达式为：

其中，U_fd表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相直轴电压分量，U_gd表示所述并网变流器中的电力网络的锁相直轴电压分量，U_fq表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相交轴电压分量，U_gq表示所述并网变流器中的电力网络的锁相交轴电压分量，I_gd表示所述并网变流器的锁相直轴电流，I_gq表示所述并网变流器的锁相交轴电流，I_{gd_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相直轴参考电流值，I_{gq_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相交轴参考电流值，ω_pll表示所述锁相频率，L_o表示所述解耦电感值，k_ip表示已有的所述并网变流器中的电流内环比例系数，k_ii表示已有的所述并网变流器中的电流内环积分系数；

所述并网变流器的网络方程为：

其中，s表示拉普拉斯算子；

解耦得到的互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程为：

可选的，所述确定接于并网变流器的网络电感的电感值，包括：

对有源电力网络的进行开环电压测量，得到所述有源电力网络的电压相量和电网频率；

基于所述电网频率，确定电网角频率；

确定角频率为所述电网角频率的，与所述电压相量的相位相同的交流电源，与需要在所述交流电源中调整的若干个电压值；

对于每个电压值，测得回路的电流幅值，其中，所述回路包含所述交流电源、接于并网变流器的网络电感和所述有源电力网络；

以各电压值作为横坐标，各电压值对应的电流幅值作为纵坐标在平面直角坐标系上绘制散点图；

对所述散点图上的各散点进行线性拟合，得到拟合曲线，确定所述拟合曲线的拟合斜率；

将所述拟合斜率的倒数除以所述电网角频率，得到接于并网变流器的网络电感的电感值。

可选的，对所述散点图上的各散点进行线性拟合，得到拟合曲线，确定所述拟合曲线的拟合斜率，包括：

对所述散点图上的各散点进行最小二乘线性拟合，得到拟合直线，确定所述拟合直线的斜率，并将所述拟合直线的斜率作为拟合斜率。

可选的，基于所述电网频率，确定电网角频率，包括：

将所述电网频率与两倍的圆周率相乘，得到电网角频率。

储能并网变流器的电流解耦控制装置，包括：

电感值确定单元，用于确定接于并网变流器的网络电感的电感值；

锁相频率确定单元，用于基于所述并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率；

解耦电感值确定单元，用于将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值；

电流解耦单元，用于利用所述并网变流器中的电流内环表达式，以及所述并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程，以独立控制所述并网变流器中的有功电流和无功电流；

其中，所述电流内环表达式为：

其中，U_fd表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相直轴电压分量，U_gd表示所述并网变流器中的电力网络的锁相直轴电压分量，U_fq表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相交轴电压分量，U_gq表示所述并网变流器中的电力网络的锁相交轴电压分量，I_gd表示所述并网变流器的锁相直轴电流，I_gq表示所述并网变流器的锁相交轴电流，I_{gd_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相直轴参考电流值，I_{gq_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相交轴参考电流值，ω_pll表示所述锁相频率，L_o表示所述解耦电感值，k_ip表示已有的所述并网变流器中的电流内环比例系数，k_ii表示已有的所述并网变流器中的电流内环积分系数；

所述并网变流器的网络方程为：

其中，s表示拉普拉斯算子；

解耦得到的互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程为：

可选的，所述电感值确定单元，包括：

电压测量单元，用于对有源电力网络的进行开环电压测量，得到所述有源电力网络的电压相量和电网频率；

电网角频率确定单元，用于基于所述电网频率，确定电网角频率；

调整电压值确定单元，用于确定角频率为所述电网角频率的，与所述电压相量的相位相同的交流电源，与需要在所述交流电源中调整的若干个电压值；

电流幅值测量单元，用于对于每个电压值，测得回路的电流幅值，其中，所述回路包含所述交流电源、接于并网变流器的网络电感和所述有源电力网络；

散点图绘制单元，用于以各电压值作为横坐标，各电压值对应的电流幅值作为纵坐标在平面直角坐标系上绘制散点图；

拟合斜率确定单元，用于对所述散点图上的各散点进行线性拟合，得到拟合曲线，确定所述拟合曲线的拟合斜率；

电感值计算单元，用于将所述拟合斜率的倒数除以所述电网角频率，得到接于并网变流器的网络电感的电感值。

可选的，所述拟合斜率确定单元，包括：

拟合斜率确定子单元，用于对所述散点图上的各散点进行最小二乘线性拟合，得到拟合直线，确定所述拟合直线的斜率，并将所述拟合直线的斜率作为拟合斜率。

可选的，所述电网角频率确定单元，包括：

电网角频率确定子单元，用于将所述电网频率与两倍的圆周率相乘，得到电网角频率。

储能并网变流器的电流解耦控制设备，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述程序，实现上述储能并网变流器的电流解耦控制方法的各个步骤。

借由上述技术方案，本申请通过确定接于并网变流器的网络电感的电感值，基于所述并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率，将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值，利用所述并网变流器中的电流内环表达式，以及所述并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程。由此可见，将锁相频率代替传统的固定角频率，并将不可忽略的网络电感与并网变流器中的滤波电感合并，作为解耦电感，因此解耦时所用到的解耦电感不仅仅是滤波电感，还包含了不可忽略的网络电感，由此基于电流内环表达式，和网络方程联立解耦得到的有功电流控制方程和无功电流控制方程互不相关，能够实现对有功电流和无功电流的独立控制。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种储能并网变流器的电流解耦控制的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种由电气模块和控制模块组成的并网变流器示意图；

图3为本申请实施例提供的一种等效电力网络的电压测试电路；

图4为本申请实施例提供的一种储能并网变流器的电流解耦控制的装置结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种储能并网变流器的电流解耦控制设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请方案可以基于具备数据处理能力的终端实现，该终端可以是电脑、并网控制器等。

接下来，结合图1所述，本申请的储能并网变流器的电流解耦控制方法可以包括以下步骤：

步骤S110、确定接于并网变流器的网络电感的电感值。

具体的，接于并网变流器的网络电感可以大于预设电感值，所述预设电感值可以表示不可被忽略的最大电感值。

示例如图2，上方虚线框内为并网变流器的电气模块，在分析解耦电感中，接于并网变流器的电感L_g的大小不可被忽略。

步骤S120、基于所述并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率。

示例如图2，在并网变流器端电压U_t处采样三相电压信号，由并网变流器的控制模块中的锁相环通过锁相控制算法，将三相端电压U_t变换到锁相坐标系下，又经直、交流坐标变换子模块传输到电气模块。

步骤S130、将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值。

具体的，当在分析解耦电感中，接于并网变流器的网络电感的电感值不可被忽略时，可以将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值。

示例如图2，电气模块中的L_f为滤波电感，当接于并网变流器的网络电感的不可被忽略时，解耦电感值为L＝L_f+L_g。

步骤S140、利用所述并网变流器中的电流内环表达式，以及所述并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程。

可以理解的是，由于交叉解耦主要体现在电流内环，因此电流内环表达式作为交叉解耦的其一解耦条件，在此基础上，结合并网变流器的网络方程即可实现有功/无功电流交叉解耦。

其中，电流内环表达式可以为：

其中，U_fd可以表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相直轴电压分量，U_gd可以表示所述并网变流器中的电力网络的锁相直轴电压分量，U_fq可以表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相交轴电压分量，U_gq可以表示所述并网变流器中的电力网络的锁相交轴电压分量，I_gd可以表示所述并网变流器的锁相直轴电流，I_gq可以表示所述并网变流器的锁相交轴电流，I_{gd_ref}可以表示已有的所述并网变流器的锁相直轴参考电流值，I_{gq_ref}可以表示已有的所述并网变流器的锁相交轴参考电流值，ω_pll可以表示所述锁相频率，L_o可以表示所述解耦电感值，k_ip可以表示已有的所述并网变流器中的电流内环比例系数，k_ii可以表示已有的所述并网变流器中的电流内环积分系数；

并网变流器的网络方程可以为：

其中，s可以表示拉普拉斯算子；

那么解耦得到的互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程为：

通过互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程，独立控制所述并网变流器中的有功电流和无功电流。

本实施例提供的储能并网变流器的电流解耦控制方法，能够确定接于并网变流器的网络电感的电感值，基于所述并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率，将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值，利用所述并网变流器中的电流内环表达式，以及所述并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程。由此可见，将锁相频率代替传统的固定角频率，并将不可忽略的网络电感与并网变流器中的滤波电感合并，作为解耦电感，因此解耦时所用到的解耦电感不仅仅是滤波电感，还包含了不可忽略的网络电感，由此基于电流内环表达式，和网络方程联立解耦得到的有功电流控制方程和无功电流控制方程互不相关，能够实现对有功电流和无功电流的独立控制。

本申请的一些实施例中，对上述步骤S110、确定接于并网变流器的网络电感的电感值的过程进行介绍，该过程可以包括：

S1、对有源电力网络的进行开环电压测量，得到所述有源电力网络的电压相量和电网频率。

可以理解的是，根据戴维南等效电路，有源电力网络可以等效为一个含内电抗电压源，因此可以通过测量所述有源电力网络的开环电压，即可得到有源电力网络等效的电压源的电压相量和电网频率。

S2、基于所述电网频率，确定电网角频率。

具体的，可以将电网频率与两倍的圆周率相乘，得到电网角频率。

S3、确定角频率为所述电网角频率的，与所述电压相量的相位相同的交流电源，与需要在所述交流电源中调整的若干个电压值。

具体的，可以在若干个候选交流电源中选取角频率为所述电网角频率的，相位为所述电压相量的相位的电源。

可以理解的是，由于需要包含所述交流电源的回路的电流幅值，与所述交流电源的电压的比值，与所述网络电感的电感值相关，因此需要预先确定所述交流电源的若干个在量程内的电压，以测得每个电压对应的回路的电流幅值。

S4、对于每个电压值，测得回路的电流幅值，其中，所述回路包含所述交流电源、接于并网变流器的网络电感和所述有源电力网络。

具体的，可以在回路中串联电流测试仪，以测量并记录所述回路的电流幅值。

其中，具体回路示例如图3，图中回路包括交流电源U_test，接于并网变流器的网络电感L_g-equ，等效电压源的有源电力网络U_g，对于在交流电源U_test中确定的每个电压值，可以在回路中通过串联电流测试仪的方式，测得回路的电流幅值I_test。

S5、以各电压值作为横坐标，各电压值对应的电流幅值作为纵坐标在平面直角坐标系上绘制散点图。

具体的，可以建立以测试电压为横坐标，以测试电压测得的电流幅值为纵坐标，构建平面直角坐标系，并在所述平面直角坐标系上绘制各个散点，得到散点图。

其中，每个散点可以表示每组电压和与之对应的电流。

S6、对所述散点图上的各散点进行线性拟合，得到拟合曲线，确定所述拟合曲线的拟合斜率。

具体的，拟合后的曲线可以表示所测得的电流与电压之间的变化关系，拟合斜率可以表示随电压的增加，所测得的电流随之变化的快慢。可以对所述散点图上的各散点进行最小二乘线性拟合，得到拟合直线，确定所述拟合直线的斜率，并将所述拟合直线的斜率作为拟合斜率。

S7、将所述拟合斜率的倒数除以所述电网角频率，得到接于并网变流器的网络电感的电感值。

其中，拟合斜率的倒数可以表示接于并网变流器的网络电抗的电抗值。

具体的，可以根据下式计算得接于并网变流器的网络电感的电感值：

其中，ω₀可以表示电网角频率，k可以表示拟合斜率。

本实施例提供的储能并网变流器的电流解耦控制方法，能够预先将接于并网变流器的网络电感、有源电力网络和交流电源接通电路，由于所述交流电路的角频率、相位为测量有源电力网络得到的，因此可以通过调整这个回路中交流电源的电压，得到回路的电流幅值，由电流幅值随电压的变化关系确定拟合斜率，进而测得接于并网变流器的网络电感的电感值。

下面对本申请实施例提供的实现储能并网变流器的电流解耦控制的装置进行描述，下文描述的实现储能并网变流器的电流解耦控制的装置与上文描述的实现储能并网变流器的电流解耦控制的方法可相互对应参照。

参见图4，图4为本申请实施例公开的一种实现储能并网变流器的电流解耦控制的装置结构示意图。

如图4所示，该装置可以包括：

电感值确定单元11，用于确定接于并网变流器的网络电感的电感值；

锁相频率确定单元12，用于基于所述并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率；

解耦电感值确定单元13，用于将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值；

电流解耦单元14，用于利用所述并网变流器中的电流内环表达式，以及所述并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程，以独立控制所述并网变流器中的有功电流和无功电流；

其中，所述电流内环表达式为：

其中，U_fd表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相直轴电压分量，U_gd表示所述并网变流器中的电力网络的锁相直轴电压分量，U_fq表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相交轴电压分量，U_gq表示所述并网变流器中的电力网络的锁相交轴电压分量，I_gd表示所述并网变流器的锁相直轴电流，I_gq表示所述并网变流器的锁相交轴电流，I_{gd_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相直轴参考电流值，I_{gq_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相交轴参考电流值，ω_pll表示所述锁相频率，L_o表示所述解耦电感值，k_ip表示已有的所述并网变流器中的电流内环比例系数，k_ii表示已有的所述并网变流器中的电流内环积分系数；

所述并网变流器的网络方程为：

其中，s表示拉普拉斯算子；

解耦得到的互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程为：

可选的，所述电感值确定单元11，包括：

电压测量单元，用于对有源电力网络的进行开环电压测量，得到所述有源电力网络的电压相量和电网频率；

电网角频率确定单元，用于基于所述电网频率，确定电网角频率；

调整电压值确定单元，用于确定角频率为所述电网角频率的，与所述电压相量的相位相同的交流电源，与需要在所述交流电源中调整的若干个电压值；

电流幅值测量单元，用于对于每个电压值，测得回路的电流幅值，其中，所述回路包含所述交流电源、接于并网变流器的网络电感和所述有源电力网络；

散点图绘制单元，用于以各电压值作为横坐标，各电压值对应的电流幅值作为纵坐标在平面直角坐标系上绘制散点图；

拟合斜率确定单元，用于对所述散点图上的各散点进行线性拟合，得到拟合曲线，确定所述拟合曲线的拟合斜率；

电感值计算单元，用于将所述拟合斜率的倒数除以所述电网角频率，得到接于并网变流器的网络电感的电感值。

可选的，所述拟合斜率确定单元，包括：

拟合斜率确定子单元，用于对所述散点图上的各散点进行最小二乘线性拟合，得到拟合直线，确定所述拟合直线的斜率，并将所述拟合直线的斜率作为拟合斜率。

可选的，所述电网角频率确定单元，包括：

电网角频率确定子单元，用于将所述电网频率与两倍的圆周率相乘，得到电网角频率。

本申请实施例提供的储能并网变流器的电流解耦控制的装置可应用于储能并网变流器的电流解耦控制设备，如电脑、并网控制器等。可选的，图5示出了储能并网变流器的电流解耦控制的硬件结构框图，参照图5，储能并网变流器的电流解耦控制设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4；

在本申请实施例中，处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个，且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信；

处理器1可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；

存储器3可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)等，例如至少一个磁盘存储器；

其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，所述程序用于：

确定接于并网变流器的网络电感的电感值；

基于所述并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率；

将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值；

利用所述并网变流器中的电流内环表达式，以及所述并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程，以独立控制所述并网变流器中的有功电流和无功电流；

其中，所述电流内环表达式为：

其中，U_fd表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相直轴电压分量，U_gd表示所述并网变流器中的电力网络的锁相直轴电压分量，U_fq表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相交轴电压分量，U_gq表示所述并网变流器中的电力网络的锁相交轴电压分量，I_gd表示所述并网变流器的锁相直轴电流，I_gq表示所述并网变流器的锁相交轴电流，I_{gd_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相直轴参考电流值，I_{gq_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相交轴参考电流值，ω_pll表示所述锁相频率，L_o表示所述解耦电感值，k_ip表示已有的所述并网变流器中的电流内环比例系数，k_ii表示已有的所述并网变流器中的电流内环积分系数；

所述并网变流器的网络方程为：

其中，s表示拉普拉斯算子；

解耦得到的互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程为：

可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：

确定接于并网变流器的网络电感的电感值；

基于所述并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率；

将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值；

利用所述并网变流器中的电流内环表达式，以及所述并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程，以独立控制所述并网变流器中的有功电流和无功电流；

其中，所述电流内环表达式为：

其中，U_fd表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相直轴电压分量，U_gd表示所述并网变流器中的电力网络的锁相直轴电压分量，U_fq表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相交轴电压分量，U_gq表示所述并网变流器中的电力网络的锁相交轴电压分量，I_gd表示所述并网变流器的锁相直轴电流，I_gq表示所述并网变流器的锁相交轴电流，I_{gd_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相直轴参考电流值，I_{gq_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相交轴参考电流值，ω_pll表示所述锁相频率，L_o表示所述解耦电感值，k_ip表示已有的所述并网变流器中的电流内环比例系数，k_ii表示已有的所述并网变流器中的电流内环积分系数；

所述并网变流器的网络方程为：

其中，s表示拉普拉斯算子；

解耦得到的互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程为：

可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.储能并网变流器的电流解耦控制方法，其特征在于，包括：

确定接于并网变流器的网络电感的电感值；

基于所述并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率；

将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值；

利用所述并网变流器中的电流内环表达式，以及所述并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程，以独立控制所述并网变流器中的有功电流和无功电流；

其中，所述电流内环表达式为：

其中，U_fd表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相直轴电压分量，U_gd表示所述并网变流器中的电力网络的锁相直轴电压分量，U_fq表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相交轴电压分量，U_gq表示所述并网变流器中的电力网络的锁相交轴电压分量，I_gd表示所述并网变流器的锁相直轴电流，I_gq表示所述并网变流器的锁相交轴电流，I_{gd_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相直轴参考电流值，I_{gq_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相交轴参考电流值，ω_pll表示所述锁相频率，L_o表示所述解耦电感值，k_ip表示已有的所述并网变流器中的电流内环比例系数，k_ii表示已有的所述并网变流器中的电流内环积分系数；

所述并网变流器的网络方程为：

其中，s表示拉普拉斯算子；

解耦得到的互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程为：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定接于并网变流器的网络电感的电感值，包括：

对有源电力网络的进行开环电压测量，得到所述有源电力网络的电压相量和电网频率；

基于所述电网频率，确定电网角频率；

确定角频率为所述电网角频率的，与所述电压相量的相位相同的交流电源，与需要在所述交流电源中调整的若干个电压值；

对于每个电压值，测得回路的电流幅值，其中，所述回路包含所述交流电源、接于并网变流器的网络电感和所述有源电力网络；

以各电压值作为横坐标，各电压值对应的电流幅值作为纵坐标在平面直角坐标系上绘制散点图；

对所述散点图上的各散点进行线性拟合，得到拟合曲线，确定所述拟合曲线的拟合斜率；

将所述拟合斜率的倒数除以所述电网角频率，得到接于并网变流器的网络电感的电感值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述散点图上的各散点进行线性拟合，得到拟合曲线，确定所述拟合曲线的拟合斜率，包括：

对所述散点图上的各散点进行最小二乘线性拟合，得到拟合直线，确定所述拟合直线的斜率，并将所述拟合直线的斜率作为拟合斜率。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述电网频率，确定电网角频率，包括：

将所述电网频率与两倍的圆周率相乘，得到电网角频率。

5.储能并网变流器的电流解耦控制装置，其特征在于，包括：

电感值确定单元，用于确定接于并网变流器的网络电感的电感值；

锁相频率确定单元，用于基于所述并网变流器出口处电压的电压相角，通过锁相控制算法得到锁相频率；

解耦电感值确定单元，用于将所述网络电感的电感值与所述并网变流器中的滤波电感的电感值相加，得到解耦电感值；

电流解耦单元，用于利用所述并网变流器中的电流内环表达式，以及所述并网变流器的网络方程，解耦得到互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程，以独立控制所述并网变流器中的有功电流和无功电流；

其中，所述电流内环表达式为：

其中，U_fd表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相直轴电压分量，U_gd表示所述并网变流器中的电力网络的锁相直轴电压分量，U_fq表示所述并网变流器中位于所述滤波电感前端处的锁相交轴电压分量，U_gq表示所述并网变流器中的电力网络的锁相交轴电压分量，I_gd表示所述并网变流器的锁相直轴电流，I_gq表示所述并网变流器的锁相交轴电流，I_{gd_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相直轴参考电流值，I_{gq_ref}表示已有的所述并网变流器的锁相交轴参考电流值，ω_pll表示所述锁相频率，L_o表示所述解耦电感值，k_ip表示已有的所述并网变流器中的电流内环比例系数，k_ii表示已有的所述并网变流器中的电流内环积分系数；

所述并网变流器的网络方程为：

其中，s表示拉普拉斯算子；

解耦得到的互不相关的有功电流控制方程和无功电流控制方程为：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电感值确定单元，包括：

电压测量单元，用于对有源电力网络的开环进行电压测量，得到所述有源电力网络的电压相量和电网频率；

电网角频率确定单元，用于基于所述电网频率，确定电网角频率；

调整电压值确定单元，用于确定角频率为所述电网角频率的，与所述电压相量的相位相同的交流电源，与需要在所述交流电源中调整的若干个电压值；

电流幅值测量单元，用于对于每个电压值，测得回路的电流幅值，其中，所述回路包含所述交流电源、接于并网变流器的网络电感和所述有源电力网络；

散点图绘制单元，用于以各电压值作为横坐标，各电压值对应的电流幅值作为纵坐标在平面直角坐标系上绘制散点图；

拟合斜率确定单元，用于对所述散点图上的各散点进行线性拟合，得到拟合曲线，确定所述拟合曲线的拟合斜率；

电感值计算单元，用于将所述拟合斜率的倒数除以所述电网角频率，得到接于并网变流器的网络电感的电感值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述拟合斜率确定单元，包括：

拟合斜率确定子单元，用于对所述散点图上的各散点进行最小二乘线性拟合，得到拟合直线，确定所述拟合直线的斜率，并将所述拟合直线的斜率作为拟合斜率。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电网角频率确定单元，包括：

电网角频率确定子单元，用于将所述电网频率与两倍的圆周率相乘，得到电网角频率。

9.储能并网变流器的电流解耦控制设备，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述程序，实现如权利要求1-4任一项的储能并网变流器的电流解耦控制方法的各个步骤。

Images