CN116014781B - 三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法，属于并网逆变器控制技术领域，包括以下步骤：设定三相CHB组合DAB型并网逆变器的虚拟同步机VSG模式；当三相CHB组合DAB型并网逆变器以离网模式启动时，将电网电压前馈环节置零；当三相CHB组合DAB型并网逆变器由离网模式转并网模式时，置位电网电压前馈环节。本发明根据三相CHB组合DAB型并网逆变器并离网运行模式的不同，调整虚拟同步机VSG控制模式下的电网电压前馈控制环节，有效抑制了交流侧启动过电压，保证了三相CHB组合DAB型并网逆变器的安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于并网逆变器控制技术领域，具体涉及一种三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法。
背景技术
三相CHB组合DAB型并网逆变器采用级联H桥功率模块和双有源桥DAB功率模块，因其具有模块化、可扩展性、控制灵活、高效率等优势，目前在中压交直流配网领域得到广泛关注。随着分布式电源渗透率的增加，电网逐步发展为电力电子变换器为主导的低惯量、欠阻尼网络。虚拟同步机VSG技术因其具备有功调频、无功调压功能，能够参与电网电压、频率的调节，为电网提供惯性支撑，现已成为并网逆变器的关键技术。
三相CHB组合DAB型并网逆变器可运行在虚拟同步机VSG离网模式或虚拟同步机VSG并网模式，其并离网模式启动特性直接关系着系统能否正常可靠运行。
通过在厂内调试发现，若仅调整锁相环输出相位无法实现装置并离网切换，以虚拟同步机VSG离网模式启动时，还会出现交流侧过电压问题，系统无法正常启动。因此，如何在保证装置以虚拟同步机VSG控制前提下，抑制交流侧离网启动过电压，即系统从直流侧向交流侧启动出现的交流过电压问题，成为该领域的一个重要课题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法，根据系统并离网运行模式的不同，调整VSG控制模式下的电网电压前馈控制环节，有效抑制交流侧启动过电压，从而保证系统的安全稳定运行。
为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
一种三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法，包括：
设定三相CHB组合DAB型并网逆变器的虚拟同步机VSG模式；
当三相CHB组合DAB型并网逆变器以离网模式启动时，将电网电压前馈环节置零；
当三相CHB组合DAB型并网逆变器由离网模式转并网模式时，置位电网电压前馈环节。
作为一种优选方案，所述三相CHB组合DAB型并网逆变器包括H桥功率模块和双有源桥DAB功率模块，H桥功率模块直流端口接入双有源桥DAB功率模块高压侧直流端口。
作为一种优选方案，所述三相CHB组合DAB型并网逆变器包括中压侧接口柜、功率柜和低压侧接口柜，功率柜的中压侧和低压侧分别接中压侧接口柜和低压侧接口柜；
所述中压侧为交流端口，分ABC三相，采用三相角型连接，每相采用级联结构，形成所述H桥功率模块输入侧端子首尾连接，构成串联形式；所述低压侧为直流端口，所述双有源桥DAB功率模块的输出端子分别接在正极和负极直流母线上，构成并联形式。
作为一种优选方案，所述交流端口连接10kV交流侧电压，所述直流端口连接750V直流侧电压。
作为一种优选方案，所述设定三相CHB组合DAB型并网逆变器的虚拟同步机VSG模式时，虚拟同步机VSG模式借鉴同步发电机的运行特性，设计有功频率下垂和无功电压下垂控制器，输出功率指令Pm和励磁电压E0作为虚拟同步机转子运动方程和定子电气方程的指令值，再通过虚拟同步机算法得到端口电压指令值Uabc，最后通过电压电流闭环控制实现对端口电压指令的跟踪。
作为一种优选方案，所述三相CHB组合DAB型并网逆变器以离网模式启动时，所述的离网模式指无交流电网支撑，交流侧电压、频率、相位依靠对三相CHB组合DAB型并网逆变器的控制实现。
作为一种优选方案，所述三相CHB组合DAB型并网逆变器由离网模式转并网模式时，所述的并网模式指三相CHB组合DAB型并网逆变器有交流电网支撑，交流侧电压、频率、相位由交流电网决定。
作为一种优选方案，在虚拟同步机VSG模式离网启动过程中，交流侧电压波形平滑，无过电压。
相较于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：
根据三相CHB组合DAB型并网逆变器并离网运行模式的不同，调整虚拟同步机VSG控制模式下的电网电压前馈控制环节，有效抑制了交流侧启动过电压，保证了三相CHB组合DAB型并网逆变器的安全稳定运行。虽然电网电压前馈环节会增加系统响应的快速性，但是会给系统带来较大的超调量，超调会导致离网虚拟同步机启动时被控交流侧电压出现过电压现象。因此，本发明当三相CHB组合DAB型并网逆变器以离网模式启动时，将电网电压前馈环节置零，而当三相CHB组合DAB型并网逆变器由离网模式转并网模式时，置位电网电压前馈环节。经过测试，按照本发明方法，交流侧电压波形平滑，无过电压问题。
附图说明
图1本发明实施例三相CHB组合DAB型并网逆变器拓扑结构示意图；
图2本发明实施例三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法流程图；
图3本发明实施例虚拟同步机VSG模式启动控制原理图；
图4本发明实施例方法实现的交流侧电压(相电压)启动波形图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员还可以在没有做出创造性劳动的前提下获得其他实施例。
请参阅图1，由三相CHB组合DAB型并网逆变器拓扑结构可以看出，三相CHB组合DAB型并网逆变器装置模块包括：H桥功率模块和双有源桥DAB功率模块，其中，H桥功率模块直流端口接入双有源桥DAB功率模块高压侧直流端口。三相CHB组合DAB型并网逆变器装置包含中压侧接口柜、功率柜和低压侧接口柜，中压侧接口柜主要包含软启电阻、软启接触器、隔离开关和电感，低压侧接口柜主要包含软启电阻、软启接触器等。其中，功率柜中压侧和低压侧分别接中压侧接口柜和低压侧接口柜，中压侧为交流端口，分ABC三相，采用三相角型连接，每相采用级联结构，即H桥功率模块输入侧端子首尾连接，构成串联形式。低压侧为直流端口，双有源桥DAB功率模块输出端子分别接在正极和负极直流母线，构成并联形式。H桥功率模块主要包含功率开关器件和高压电容，双有源桥DAB功率模块主要包含功率开关器件、高压电容、低压电容、高频变压器、谐振电容等元件。
如图1所示的三相CHB组合DAB型并网逆变器拓扑结构，若仅调整锁相环输出相位无法实现装置并离网切换，以虚拟同步机VSG离网模式启动时，还会出现交流侧过电压问题。因此，本申请提出一种三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法。
如图2所示，本发明的控制方法包括以下步骤：
设定三相CHB组合DAB型并网逆变器的虚拟同步机VSG模式；
当三相CHB组合DAB型并网逆变器以离网模式启动时，将电网电压前馈环节置零；
当三相CHB组合DAB型并网逆变器由离网模式转并网模式时，置位电网电压前馈环节。
更进一步的，在设定三相CHB组合DAB型并网逆变器的虚拟同步机VSG模式时，如图3所示，虚拟同步机VSG模式借鉴同步发电机的运行特性，设计有功频率下垂和无功电压下垂控制器。输出功率指令Pm和励磁电压E0作为虚拟同步机转子运动方程和定子电气方程的指令值，再通过虚拟同步机算法得到端口电压指令值Uabc，最后通过电压电流闭环控制实现对端口电压指令的跟踪。在检同期合闸闭合后，根据电网电压前馈输出三相调制信号。
三相CHB组合DAB型并网逆变器以离网模式启动时，这里的离网模式指无交流电网支撑，交流侧电压、频率、相位依靠对三相CHB组合DAB型并网逆变器的控制实现。
三相CHB组合DAB型并网逆变器由离网模式转并网模式时，这里的并网模式指三相CHB组合DAB型并网逆变器有交流电网支撑，交流侧电压、频率、相位由交流电网决定。
以下通过实际测试案例对本发明三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法的效果进行验证。
在本实施例中，交流端口连接10kV交流侧电压，直流端口连接750V直流侧电压，三相CHB功率模块采用角接，每相采用12组CHB+DAB功率模块级联组成。
对上述实施例给出的三相CHB组合DAB型并网逆变器而言，采用本发明方法，可以实现离网虚拟同步机模式正常启动，交流侧电压波形平滑，无过电压问题。
如图4所示，从本发明实施例方法实现的交流侧电压(相电压)启动波形图可以看出，10kV对应的相电压峰值是8165V，启动过程稳定，无过压。
虽然，电网电压前馈环节会增加系统响应的快速性，但是会给系统带来较大的超调量，超调导致离网虚拟同步机启动时被控交流侧电压出现过电压现象。本发明三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法根据装置并离网运行模式的不同，调整VSG控制模式下的电网电压前馈控制环节，有效抑制了交流侧启动过电压，保证了系统安全稳定运行。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法，其特征在于，包括：
设定三相CHB组合DAB型并网逆变器的虚拟同步机VSG模式；
当三相CHB组合DAB型并网逆变器以离网模式启动时，将电网电压前馈环节置零；
当三相CHB组合DAB型并网逆变器由离网模式转并网模式时，置位电网电压前馈环节；
所述三相CHB组合DAB型并网逆变器包括H桥功率模块和双有源桥DAB功率模块，H桥功率模块直流端口接入双有源桥DAB功率模块高压侧直流端口；
所述设定三相CHB组合DAB型并网逆变器的虚拟同步机VSG模式时，虚拟同步机VSG模式借鉴同步发电机的运行特性，设计有功频率下垂和无功电压下垂控制器，输出功率指令Pm和励磁电压E0作为虚拟同步机转子运动方程和定子电气方程的指令值，再通过虚拟同步机算法得到端口电压指令值Uabc，最后通过电压电流闭环控制实现对端口电压指令的跟踪；
在检同期合闸闭合后，根据电网电压前馈输出三相调制信号；
所述三相CHB组合DAB型并网逆变器以离网模式启动时，所述的离网模式指无交流电网支撑，交流侧电压、频率、相位依靠对三相CHB组合DAB型并网逆变器的控制实现；
所述三相CHB组合DAB型并网逆变器由离网模式转并网模式时，所述的并网模式指三相CHB组合DAB型并网逆变器有交流电网支撑，交流侧电压、频率、相位由交流电网决定。
2.根据权利要求1所述三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法，其特征在于，所述三相CHB组合DAB型并网逆变器包括中压侧接口柜、功率柜和低压侧接口柜，功率柜的中压侧和低压侧分别接中压侧接口柜和低压侧接口柜；
所述中压侧为交流端口，分ABC三相，采用三相角型连接，每相采用级联结构，形成所述H桥功率模块输入侧端子首尾连接，构成串联形式；所述低压侧为直流端口，所述双有源桥DAB功率模块的输出端子分别接在正极和负极直流母线上，构成并联形式。
3.根据权利要求2所述三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法，其特征在于，所述交流端口连接10kV交流侧电压，所述直流端口连接750V直流侧电压。
4.根据权利要求1所述三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法，其特征在于，在虚拟同步机VSG模式离网启动过程中，交流侧电压波形平滑，无过电压。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104410097A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-03-11 | 广东易事特电源股份有限公司 | 微网逆变器及其并网和离网的控制方法 |
| CN104767220A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-08 | 扬州大学 | 并网运行模式和独立运行模式切换的前馈控制方法 |
| CN106410849A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-02-15 | 合肥工业大学 | 基于虚拟同步发电机的微网逆变器均衡控制方法 |
| CN107591834A (zh) * | 2017-08-01 | 2018-01-16 | 华北电力大学（保定） | 基于虚拟同步机的组串式无储能光伏发电系统控制方法 |
| CN109256803A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-22 | 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 | 虚拟同步机孤岛运行小信号建模及参数灵敏度计算方法 |
| CN110233500A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-09-13 | 上海电力学院 | 虚拟同步发电机离网切换到并网的方法 |
| CN110690731A (zh) * | 2019-08-20 | 2020-01-14 | 东南大学 | 一种适用于混合微电网的电力电子变压器及其协调控制和模式切换方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9899841B2 (en) * | 2014-12-04 | 2018-02-20 | Cyboenergy, Inc. | Smart and grid-flexible power inverters |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104410097A (zh) * | 2014-09-26 | 2015-03-11 | 广东易事特电源股份有限公司 | 微网逆变器及其并网和离网的控制方法 |
| CN104767220A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-08 | 扬州大学 | 并网运行模式和独立运行模式切换的前馈控制方法 |
| CN106410849A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-02-15 | 合肥工业大学 | 基于虚拟同步发电机的微网逆变器均衡控制方法 |
| CN107591834A (zh) * | 2017-08-01 | 2018-01-16 | 华北电力大学（保定） | 基于虚拟同步机的组串式无储能光伏发电系统控制方法 |
| CN109256803A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-22 | 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 | 虚拟同步机孤岛运行小信号建模及参数灵敏度计算方法 |
| CN110233500A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-09-13 | 上海电力学院 | 虚拟同步发电机离网切换到并网的方法 |
| CN110690731A (zh) * | 2019-08-20 | 2020-01-14 | 东南大学 | 一种适用于混合微电网的电力电子变压器及其协调控制和模式切换方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于VSG的柔性光储并网系统控制技术;余豪杰 等;《电力电子技术》;第31-37页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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