CN117240060B - 一种低调制度中点偏压的应对方法、装置、变流器及系统 - Google Patents

一种低调制度中点偏压的应对方法、装置、变流器及系统 Download PDF

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CN117240060B CN202311517237.2A CN202311517237A CN117240060B CN 117240060 B CN117240060 B CN 117240060B CN 202311517237 A CN202311517237 A CN 202311517237A CN 117240060 B CN117240060 B CN 117240060B
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Abstract

本发明公开一种低调制度中点偏压的应对方法、装置、变流器及系统。该方法包括:获取当前交直流电压比和输出功率;基于当前交直流电压比所处区间对应的逆变功率,根据输出功率判断直流母线中点电压是否存在偏差:若输出功率大于当前交直流电压比所处区间对应的最大逆变功率,判断出直流母线中点电压存在偏差,并根据当前交直流电压比和逆变功率的对应关系,对输出功率降额处理,将输出功率限制在当前电压比所处区间对应的最大逆变功率内;若交直流电压比大于或等于输出功率对应电压比区间的预设下限阈值,则不存在偏差,完成应对。该方法能够有效解决低调制度直流母线中点偏压问题,且不破坏DPWM/DPWMA本身低开关损耗的特点,易行可靠。

Description

一种低调制度中点偏压的应对方法、装置、变流器及系统
技术领域
本发明涉及储能技术领域,尤其涉及一种低调制度中点偏压的应对方法、装置、变流器及系统。
背景技术
对整个电力系统而言,随着风电、光伏等可再生能源高速增长和煤电的不断退出,将逐渐形成一个新能源电力高占比的电力系统。伴随着新能源的大量接入,储能系统势在必行。从“源-网-荷”到“源-网-荷-储”,储能将成为新型电力系统的第四大基本要素。
储能系统中储能变流器(英文为Power Conversion System,简称PCS)是关键的组件之一。在储能产业逐渐兴起的当下,为考虑成本,单级式PCS在市场中占有一定的比重。众所周知,电池电压会根据SOC(SOC为State of charge的缩写,表示电池的荷电状态)情况发生变化,而国标GB/T34120规定PCS交流侧的电压范围为0.85Un~1.1Un。因此,PCS的交直流侧电压均呈现宽范围特性。
但为了减小开关损耗、降低谐波含量、提高动态响应和减小电磁干扰,实现对电力系统的有效控制和调节,需要在储能变流器中使用DPWM(Discontinuous Pulse WidthModulation,断续脉宽调制)技术。
DPWM是一种能够有效降低开关损耗的调试算法,与CPWM(Continuous PulseWidth Modulation,连续脉宽调制)相对,是脉宽调制算法的一种,特点是在一个工频周期内,存在1/3周期开关管不动作,能够有效减少开关损耗,在三电平拓扑中使用该调制算法。
对比分析不同DPWM 策略的共模电压和电流谐波,分析结果表明DPWM中的DPWMA具有共模电压低、输出电流质量好等优势,能够较好实现新型三电平变换器的调制,因此DPWMA广泛应用于各种电力电子设备中。
但现有技术中,DPWM(包括DPWMA)无法灵活控制中点电压,尤其是当调制度较低时,DPWM(包括DPWMA)极容易因中点偏压导致无法正常运行。
中点偏压是指直流母线中点电压的偏移。直流母线中点电压指的是三电平变流器直流侧母线电容中点的电压,三电平变流器直流母线上的电容分为两部分,一部分支撑正母线电压,另一部分支撑负母线电压,两部分的连接处就是电容中点,该处的电位就叫做中点电压,三电平变流器就是依靠正母线、母线中点和负母线来实现三种电平切换。而当中点偏压发生时,会导致电压的正负半周不对称,从而影响到电力设备的正常运行和电能的传输。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足,提出一种低调制度中点偏压的应对方法、装置、变流器及系统,该方法能够有效解决低调制度直流母线中点偏压问题,且不破坏DPWM(包括DPWMA)本身低开关损耗的特点,易行可靠。
第一方面,本发明提供一种低调制度中点偏压的应对方法,所述方法包括如下步骤:
获取当前交直流电压比和输出功率,所述交直流电压比为交流电压有效值与直流电压的比值;
基于当前交直流电压比所处区间对应的逆变功率,根据输出功率判断出直流母线中点电压是否存在偏差:
若输出功率大于当前交直流电压比所处区间对应的最大逆变功率,则判断出直流母线中点电压存在偏差,并根据当前交直流电压比和逆变功率的对应关系,对输出功率进行降额处理,将输出功率限制在当前电压比所处区间对应的最大逆变功率内;
若交直流电压比大于或等于输出功率对应电压比区间的预设下限阈值,则判断出直流母线中点电压不存在偏差,从而完成低调制度中点偏压应对。
进一步地,所述获取交直流电压比,其包括如下步骤:
实时采集交流侧的电压,计算有效值后通过滤波得到交流侧电压有效值;以及实时采集直流侧的电压,并通过滤波得到直流侧电压;
基于交流侧电压有效值和直流侧电压,计算得到交直流电压比,其计算公式如下:
交直流电压比=交流侧电压有效值/直流侧电压。
进一步地,所述根据当前交直流电压比和逆变功率的对应关系,对输出功率进行降额处理,将输出功率限制在当前电压比所处区间对应的最大功率内,其包括如下步骤:
步骤S1:获取当前交直流电压比的电压比区间及电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限;以及,
根据电压比区间和降额上限,对输出功率进行降额处理;
步骤S2:获取降额后的交直流电压比,重新判断降额后的直流母线中点电压是否存在偏差:
若降额后的直流母线中点电压存在偏差,重复步骤S1至步骤S2,直至降额后的交直流电压比大于或等于当前功率对应电压比区间的预设下限阈值。
进一步地,该方法应用于基于DPWMA的单级式三电平储能变流器,
所述步骤S1,具体包括如下步骤:
步骤S11:获得单级式三电平储能变流器在最大功率逆变时发生中点偏压的交直流电压比,之后降低单级式三电平储能变流器的功率输出,同时通过增加直流电压或者减小交流电压来降低交直流电压比,得到该功率下发生中点偏压的交直流电压比/>,依此得到交直流电压比系列/>
步骤S12:根据交直流电压比系列,获取电压比区间,并将电压比区间与逆变有功功率的降额上限对应;
其中,电压比区间与交直流电压比系列的对应关系为:
对应电压比区间为/>
电压比区间和逆变有功功率的降额上限的对应关系为:
电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限为/>
为/>,/>为常系数,/>为/>对应的电压比区间,/>为/>对应的功率比例,/>,/>为单级式三电平储能变流器正常运行时的最大逆变功率。
第二方面,本发明提供一种低调制度中点偏压的应对装置,所述装置包括:
获取单元,用于获取当前交直流电压比和输出功率,所述交直流电压比为交流电压有效值与直流电压的比值;
判断单元,与所述获取单元连接,用于基于当前交直流电压比所处区间对应的逆变功率,根据输出功率判断出直流母线中点电压是否存在偏差;
其中,若输出功率大于当前交直流电压比所处区间对应的最大逆变功率,则所述判断单元判断出直流母线中点电压存在偏差;若交直流电压比大于或等于输出功率对应电压比区间的预设下限阈值,则所述判断单元判断出直流母线中点电压不存在偏差;
降额单元,与所述判断单元连接,用于在所述判断单元的判定结果为直流母线中点电压存在偏差时,根据交直流电压比和逆变功率的对应关系,对输出功率进行降额处理,直至所述判断单元的判定结果为直流母线中点电压不存在偏差。
进一步地,所述获取单元包括:
交流电压获取模块,用于实时采集交流侧的电压,以及将交流侧的电压通过滤波得到交流侧电压有效值;
直流电压获取模块,用于实时采集直流侧的电压,以及将直流侧的电压通过滤波得到直流侧电压;
计算模块,分别与所述交流电压获取模块和所述直流电压获取模块连接,用于基于交流侧电压有效值和直流侧电压,计算得到交直流电压比,其内存储的计算公式如下:
交直流电压比=交流侧电压有效值/直流侧电压。
进一步地,所述降额单元包括:
获取模块,用于获取当前交直流电压比的电压比区间及电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限;
降额模块,与所述获取模块连接,用于根据电压比区间和降额上限,对输出功率进行降额处理;
判定模块,与所述降额模块连接,用于获取降额后的交直流电压比,重新判断降额后的直流母线中点电压是否存在偏差;
执行模块,分别与所述判定模块与所述获取模块连接,用于当所述判定模块判断出降额后的直流母线中点电压存在偏差时,重新执行降额处理,以重新确定交直流电压比的电压比所处区间及电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限。
进一步地,该装置应用于基于DPWMA的单级式三电平储能变流器,
所述获取模块包括:
第一获取子模块,用于获得单级式三电平储能变流器在最大功率逆变时,发生中点偏压的交直流电压比,然后降低单级式三电平储能变流器的功率输出,同时通过增加直流电压或者减小交流电压来降低交直流电压比,得到该功率下发生中点偏压的交直流电压比/>,依此得到交直流电压比系列/>
第二获取子模块,与所述第一获取子模块连接,用于根据交直流电压比系列,获取电压比区间并将电压比区间与逆变有功功率的降额上限对应;
其中,电压比区间与交直流电压比系列的对应关系为:对应电压比区间为/>
电压比区间和逆变有功功率的降额上限的对应关系为:
电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限为/>
为/>,/>为常系数,/>为/>对应的电压比区间,/>为/>对应的功率比例,/>,/>为单级式三电平储能变流器正常运行时的最大逆变功率。
第三方面,本发明提供一种储能变流器,所述储能变流器为基于DPWMA的单级式三电平储能变流器,
所述储能变流器包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时,所述处理器执行根据第一方面所述的低调制度中点偏压的应对方法。
第四方面,本发明提供一种储能系统,所述系统包括:
三相电网,用于电能的供应和平衡;
储能电池,用于电能的储存和供应;
第三方面所述的储能变流器,所述储能变流器分别与所述三相电网和所述储能电池连接,用于电能的转换和调节。
本发明的有益效果:
1. 本发明能够针对基于DPWMA的单级式三电平储能变流器,实现有效解决低调制度直流母线中点偏压问题,易行可靠。
2. 本发明能够避免储能变流器在极端工况下因中点偏压而故障停机。
3. 本发明实时监测PCS交直流侧电压比,当电压比低于偏压阈值时,再根据电压比所处的区间对PCS的逆变功率进行降额,本发明的中点偏压应对方法无需对调制算法本身进行修改,不会破坏DPWMA的钳位区特性,能够保证该调制算法损耗小的优势。
4. 本发明中的储能变流器是基于DPWMA的单级式三电平储能变流器,具有开关损耗少、谐波含量低、动态响应快和电磁干扰少的特点。
附图说明
图1为本发明实施例中的低调制度中点偏压的应对方法示意图;
图2为本发明的总体示意图;
图3为本发明的实现流程示意图;
图4为本发明的交直流电压比与逆变功率降额对应关系示意图;
图5为本发明实施例中的低调制度中点偏压的应对装置示意图;
其中,附图标记:10、获取单元,20、判断单元,30、降额单元。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
可以理解的是,此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。
可以理解的是,在不冲突的情况下,本发明中的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
可以理解的是,为便于描述,本发明的附图中仅示出了与本发明相关的部分,而与本发明无关的部分未在附图中示出。
可以理解的是,本发明的实施例中所涉及的每个单元、模块可仅对应一个实体结构,也可由多个实体结构组成,或者,多个单元、模块也可集成为一个实体结构。
可以理解的是,在不冲突的情况下,本发明的流程图和框图中所标注的功能、步骤可按照不同于附图中所标注的顺序发生。
可以理解的是,本发明的流程图和框图中,示出了按照本发明各实施例的系统、装置、设备、方法的可能实现的体系架构、功能和操作。其中,流程图或框图中的每个方框可代表一个单元、模块、程序段、代码,其包含用于实现规定的功能的可执行指令。而且,框图和流程图中的每个方框或方框的组合,可用实现规定的功能的基于硬件的系统实现,也可用硬件与计算机指令的组合来实现。
可以理解的是,本发明实施例中所涉及的单元、模块可通过软件的方式实现,也可通过硬件的方式来实现,例如单元、模块可位于处理器中。
实施例1:
如图1和图2所示,本实施例提供一种低调制度中点偏压的应对方法,该方法包括如下步骤:
1. 获取交直流电压比和输出功率。
具体地,如图3所示,获取交直流电压比,其包括如下步骤:
实时采集交流侧的电压,计算有效值后通过滤波得到交流侧电压有效值;以及实时采集直流侧的电压,并通过滤波得到直流侧电压;
基于交流侧电压有效值和直流侧电压,计算得到交直流电压比,其计算公式如下:
交直流电压比=交流侧电压有效值/直流侧电压。
2. 基于当前交直流电压比所处区间对应的逆变功率,根据输出功率判断出直流母线中点电压是否存在偏差:
若输出功率大于当前交直流电压比所处区间对应的最大逆变功率,则判断出直流母线中点电压存在偏差,并根据当前交直流电压比和逆变功率的对应关系,对输出功率进行降额处理,将输出功率限制在当前电压比所处区间对应的最大逆变功率内;
作为一种具体的实施方式,所述根据当前交直流电压比和逆变功率的对应关系,对输出功率进行降额处理,将输出功率限制在当前电压比所处区间对应的最大功率内,其包括如下步骤:
步骤S1:获取当前交直流电压比的电压比区间及电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限;以及,根据电压比区间和降额上限,对输出功率进行降额处理;
步骤S2:获取降额后的交直流电压比,重新判断降额后的直流母线中点电压是否存在偏差:
若降额后的直流母线中点电压存在偏差,重复步骤S1至步骤S2,直至降额后的交直流电压比大于或等于当前功率对应电压比区间的预设下限阈值。
作为一种具体的实施方式,该实施方式应用于基于DPWMA的单级式三电平储能变流器,如图4所示,步骤S1,具体包括如下步骤:
步骤S11:获得单级式三电平储能变流器在最大功率逆变时发生中点偏压的交直流电压比,之后降低单级式三电平储能变流器的功率输出,同时通过增加直流电压或者减小交流电压来降低交直流电压比,得到该功率下发生中点偏压的交直流电压比/>,依此得到交直流电压比系列/>
步骤S12:根据交直流电压比系列,获取电压比区间,并将电压比区间与逆变有功功率的降额上限对应;
其中,电压比区间与交直流电压比系列的对应关系为:
对应电压比区间为/>
电压比区间和逆变有功功率的降额上限的对应关系为:
电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限为/>
为/>,/>为常系数,/>为/>对应的电压比区间,/>为/>对应的功率比例,/>,/>为单级式三电平储能变流器正常运行时的最大逆变功率。
本实施例是一种单级式PCS在使用DPWMA调制算法时应对直流母线中点偏压的方法,由监测交直流电压比、计算电压比区间、逆变功率降额组成。
其中监测交直流电压比具体指实时采集交直流电压,再通过滤波算法消除干扰,最后使用交流电压有效值/直流电压的方式得出交直流电压比,用以表征调制度。
其中计算电压比区间如图3所示,本实施例适用于所有使用DPWMA的单级式PCS,针对具体情况,需实测得出PCS在最大功率逆变时会发生中点偏压的交直流电压比,再逐渐降低功率的同时降低交直流电压比,得出一定的功率间隔下各个功率点会发生中点偏压的最大逆变功率,如图3中的交直流电压比/>对应的功率为/>(备注:中间的乘法可省略),/>对应的功率为/>(备注:中间的乘法可省略),……,/>对应的功率为/>(备注:中间的乘法可省略),……,/>对应的功率为/>(备注:中间的乘法可省略),/>对应的功率为/>(备注:中间的乘法可省略);其中,/>、/>均为常系数,/>为/>,/>
利用得出的,就可以得出电压比区间的对应关系为:对应区间/>
在根据实测得出电压比区间后,再根据PCS运行时实时监测得到的交直流电压比,对照电压比区间,对逆变有功功率进行降额处理,当交直流电压比处于区间时,降额的上限不能超过前述步骤中得出的/>,其中/>可以是/>,/>为PCS正常运行时的最大逆变功率。
在PCS运行过程中,使用本方法可以保证在全电压范围内稳定运行,不会因为偏压导致故障关机,且与传统方法不同,无需对DPWM调制波本身进行加工,不会破坏DPWM低开关损耗的优势,易行可靠。
本实施例的低调制度中的调制度指的是调制波与载波的幅值之比,逆变器有时必须工作于低调制度下,因为相对于高调制度,低调制度的逆变器输出波形更接近理想的正弦波,谐波含量较低,可以减少对其他电器设备的干扰。
在本实施例中,给定一个直流电压值,随着调制度增加,逆变出来的交流电压值也逐渐增加,因此调制度可以用交流侧电压与直流侧电压之比来表征。本实施适用于单级式三电平储能变流器,单级式三电平储能变流器有着宽交直流电压范围的特性,当交直流电压均为宽范围时,调制比也会在较大的范围发生变化。
本实施例是先得到偏压最大,偏压最大的得到过程是先以最大功率逆变运行,再通过调整交直流电压的方式逐步减小调制度,当出现中点电压之差超过设定阈值时,即可以确定该功率点下能正常运行的调制比下限,也就得到了一组逆变功率与该功率点下允许的交直流电压比下限。再按照一定的间隔降低逆变功率并重复上述过程,就能得到一系列逆变功率与该功率点下允许的交直流电压比下限的对应关系。
最后,数值举例说明,具体如下:
假设已经获得电压比和对应的逆变功率,其对应关系如下:
假设PCS的最大逆变功率为100 kW。
根据前面所描述的方法步骤,可以得到电压比区间对应关系:
(0.8, 0.7) 对应区间,(0.7, 0.6)对应区间/>
在PCS运行时,假设实时监测到的交直流电压比为0.75,处于区间
根据前面所描述的方法步骤,降额的上限为,其计算过程为。因此,当该电压比为0.75时,计算出逆变有功功率的降额上限为90 kW。
实施例2:
如图2和图5所示,本实施例提供一种低调制度中点偏压的应对装置,该装置包括:
获取单元10,用于获取当前交直流电压比和输出功率,该交直流电压比为交流电压有效值与直流电压的比值;
判断单元20,与获取单元10连接,用于基于当前交直流电压比所处区间对应的逆变功率,根据输出功率判断出直流母线中点电压是否存在偏差;
其中,若输出功率大于当前交直流电压比所处区间对应的最大逆变功率,则判断单元20判断出直流母线中点电压存在偏差;若交直流电压比大于或等于输出功率对应电压比区间的预设下限阈值,则判断单元20判断出直流母线中点电压不存在偏差;
降额单元30,与判断单元20连接,用于在判断单元20的判定结果为直流母线中点电压存在偏差时,根据交直流电压比和逆变功率的对应关系,对输出功率进行降额处理,直至判断单元20的判定结果为直流母线中点电压不存在偏差。
作为一种具体的实施方式,获取单元10包括:
交流电压获取模块,用于实时采集交流侧的电压,以及将交流侧的电压通过滤波得到交流侧电压有效值;
直流电压获取模块,用于实时采集直流侧的电压,以及将直流侧的电压通过滤波得到直流侧电压;
计算模块,分别与交流电压获取模块和直流电压获取模块连接,用于基于交流侧电压有效值和直流侧电压,计算得到交直流电压比,其内存储的计算公式如下:
交直流电压比=交流侧电压有效值/直流侧电压。
作为一种具体的实施方式,降额单元30包括:
获取模块,用于获取当前交直流电压比的电压比区间及电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限;
降额模块,与获取模块连接,用于根据电压比区间和降额上限,对输出功率进行降额处理;
判定模块,与降额模块连接,用于获取降额后的交直流电压比,重新判断降额后的直流母线中点电压是否存在偏差;
执行模块,分别与判定模块与获取模块连接,用于当判定模块判断出降额后的直流母线中点电压存在偏差时,重新执行降额处理,以重新确定交直流电压比的电压比所处区间及电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限。
作为一种更具体的实施方式,该实施方式中的装置应用于基于DPWMA的单级式三电平储能变流器。
该装置中的获取模块包括:
第一获取子模块,用于获得单级式三电平储能变流器在最大功率逆变时,发生中点偏压的交直流电压比,然后降低单级式三电平储能变流器的功率输出,同时通过增加直流电压或者减小交流电压来降低交直流电压比,得到该功率下发生中点偏压的交直流电压比/>,依此得到交直流电压比系列/>
第二获取子模块,与第一获取子模块连接,用于根据交直流电压比系列,获取电压比区间并将电压比区间与逆变有功功率的降额上限对应;
其中,电压比区间与交直流电压比系列的对应关系为:对应电压比区间为/>
电压比区间和逆变有功功率的降额上限的对应关系为:
电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限为/>
为/>,/>为常系数,/>为/>对应的电压比区间,/>为/>对应的功率比例,/>,/>为单级式三电平储能变流器正常运行时的最大逆变功率。
实施例3:
本实施例提供一种储能变流器,该储能变流器为基于DPWMA的单级式三电平储能变流器,
该储能变流器包括存储器和处理器,该存储器中存储有计算机程序,当该处理器运行存储器存储的计算机程序时,处理器执行根据实施例1所述的低调制度中点偏压的应对方法。
实施例4:
如图2所示,本发明提供一种储能系统,该系统包括:
三相电网,用于电能的供应和平衡;
储能电池,用于电能的储存和供应;
实施例3所述的储能变流器,该储能变流器分别与三相电网和储能电池连接,用于电能的转换和调节。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低调制度中点偏压的应对方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
获取当前交直流电压比和输出功率,所述交直流电压比为交流电压有效值与直流电压的比值;
基于当前交直流电压比所处区间对应的逆变功率,根据输出功率判断出直流母线中点电压是否存在偏差:
若输出功率大于当前交直流电压比所处区间对应的最大逆变功率,则判断出直流母线中点电压存在偏差,并根据当前交直流电压比和逆变功率的对应关系,对输出功率进行降额处理,将输出功率限制在当前电压比所处区间对应的最大逆变功率内;
若交直流电压比大于或等于输出功率对应电压比区间的预设下限阈值,则判断出直流母线中点电压不存在偏差,从而完成低调制度中点偏压应对。
2.根据权利要求1所述的低调制度中点偏压的应对方法,其特征在于,
所述获取当前交直流电压比,其包括如下步骤:
实时采集交流侧的电压,计算有效值后通过滤波得到交流侧电压有效值;以及实时采集直流侧的电压,并通过滤波得到直流侧电压;
基于交流侧电压有效值和直流侧电压,计算得到交直流电压比,其计算公式如下:
交直流电压比=交流侧电压有效值/直流侧电压。
3.根据权利要求1或2所述的低调制度中点偏压的应对方法,其特征在于,
所述根据当前交直流电压比和逆变功率的对应关系,对输出功率进行降额处理,将输出功率限制在当前电压比所处区间对应的最大功率内,其包括如下步骤:
步骤S1:获取当前交直流电压比的电压比区间及电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限;以及,
根据电压比区间和降额上限,对输出功率进行降额处理;
步骤S2:获取降额后的交直流电压比,重新判断降额后的直流母线中点电压是否存在偏差:
若降额后的直流母线中点电压存在偏差,重复步骤S1至步骤S2,直至降额后的交直流电压比大于或等于当前功率对应电压比区间的预设下限阈值。
4.根据权利要求3所述的低调制度中点偏压的应对方法,其特征在于,该方法应用于基于DPWMA的单级式三电平储能变流器,
所述步骤S1,具体包括如下步骤:
步骤S11:获得单级式三电平储能变流器在最大功率逆变时发生中点偏压的交直流电压比,之后降低单级式三电平储能变流器的功率输出,同时通过增加直流电压或者减小交流电压来降低交直流电压比,得到该功率下发生中点偏压的交直流电压比/>,依此得到交直流电压比系列/>
步骤S12:根据交直流电压比系列,获取电压比区间,并将电压比区间与逆变有功功率的降额上限对应;
其中,电压比区间与交直流电压比系列的对应关系为:
对应电压比区间为/>
电压比区间和逆变有功功率的降额上限的对应关系为:
电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限为/>
为/>,/>为常系数,/>为/>对应的电压比区间,/>为/>对应的功率比例,/>,/>为单级式三电平储能变流器正常运行时的最大逆变功率。
5.一种低调制度中点偏压的应对装置,其特征在于,所述装置包括:
获取单元,用于获取当前交直流电压比和输出功率,所述交直流电压比为交流电压有效值与直流电压的比值;
判断单元,与所述获取单元连接,用于基于当前交直流电压比所处区间对应的逆变功率,根据输出功率判断出直流母线中点电压是否存在偏差;
其中,若输出功率大于当前交直流电压比所处区间对应的最大逆变功率,则所述判断单元判断出直流母线中点电压存在偏差;若交直流电压比大于或等于输出功率对应电压比区间的预设下限阈值,则所述判断单元判断出直流母线中点电压不存在偏差;
降额单元,与所述判断单元连接,用于在所述判断单元的判定结果为直流母线中点电压存在偏差时,根据交直流电压比和逆变功率的对应关系,对输出功率进行降额处理,直至所述判断单元的判定结果为直流母线中点电压不存在偏差。
6.根据权利要求5所述的低调制度中点偏压的应对装置,其特征在于,所述获取单元包括:
交流电压获取模块,用于实时采集交流侧的电压,以及将交流侧的电压通过滤波得到交流侧电压有效值;
直流电压获取模块,用于实时采集直流侧的电压,以及将直流侧的电压通过滤波得到直流侧电压;
计算模块,分别与所述交流电压获取模块和所述直流电压获取模块连接,用于基于交流侧电压有效值和直流侧电压,计算得到交直流电压比,其内存储的计算公式如下:
交直流电压比=交流侧电压有效值/直流侧电压。
7.根据权利要求5或6所述的低调制度中点偏压的应对装置,其特征在于,
所述降额单元包括:
获取模块,用于获取当前交直流电压比的电压比区间及电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限;
降额模块,与所述获取模块连接,用于根据电压比区间和降额上限,对输出功率进行降额处理;
判定模块,与所述降额模块连接,用于获取降额后的交直流电压比,重新判断降额后的直流母线中点电压是否存在偏差;
执行模块,分别与所述判定模块与所述获取模块连接,用于当判定模块判断出降额后的直流母线中点电压存在偏差时,重新执行降额处理,以重新确定交直流电压比的电压比所处区间及电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限。
8.根据权利要求7所述的低调制度中点偏压的应对装置,其特征在于,该装置应用于基于DPWMA的单级式三电平储能变流器,
所述获取模块包括:
第一获取子模块,用于获得单级式三电平储能变流器在最大功率逆变时,发生中点偏压的交直流电压比,然后降低单级式三电平储能变流器的功率输出,同时通过增加直流电压或者减小交流电压来降低交直流电压比,得到该功率下发生中点偏压的交直流电压比/>,依此得到交直流电压比系列/>
第二获取子模块,与所述第一获取子模块连接,用于根据交直流电压比系列,获取电压比区间并将电压比区间与逆变有功功率的降额上限对应;
其中,电压比区间与交直流电压比系列的对应关系为:对应电压比区间为/>
电压比区间和逆变有功功率的降额上限的对应关系为:
电压比区间对应的逆变有功功率的降额上限为/>
为/>,/>为常系数,/>为/>对应的电压比区间,/>为/>对应的功率比例,/>,/>为单级式三电平储能变流器正常运行时的最大逆变功率。
9.一种储能变流器,所述储能变流器为基于DPWMA的单级式三电平储能变流器,其特征在于,
所述储能变流器包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时,所述处理器执行根据权利要求1至4任一项所述的低调制度中点偏压的应对方法。
10.一种储能系统,其特征在于,所述系统包括:
三相电网,用于电能的供应和平衡;
储能电池,用于电能的储存和供应;
权利要求9所述的储能变流器,所述储能变流器分别与所述三相电网和所述储能电池连接,用于电能的转换和调节。
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