PL236207B1 - Circuit of a converter and method for controlling of the converter work - Google Patents
Circuit of a converter and method for controlling of the converter work Download PDFInfo
- Publication number
- PL236207B1 PL236207B1 PL424433A PL42443318A PL236207B1 PL 236207 B1 PL236207 B1 PL 236207B1 PL 424433 A PL424433 A PL 424433A PL 42443318 A PL42443318 A PL 42443318A PL 236207 B1 PL236207 B1 PL 236207B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- input
- converter
- current
- signal
- urp
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Układ przekształtnika (PE) sprzężonego z siecią energetyczną napięcia przemiennego (SNP) za pośrednictwem filtru (F), z wejściem sterującym przekształtnika (PE) połączonym z układem sterowania przekształtnika (USP), którego wejście jest połączone z układem regulacji prądu (URP), a pierwsze wejście układu regulacji prądu (URP) jest połączone z zadajnikiem (ZAD), zaś drugie wejście układu regulacji prądu (URP) jest połączone z umieszczonym pomiędzy filtrem (F) a przekształtnikiem (PE) czujnikiem prądu (CP). Układ regulacji prądu (URP) jest wyposażony w regulator przyjmujący na wejściu różnicę pomiędzy sygnałem (izad) z zadajnika (ZAD) a sygnałem (i) z czujnika prądu (CP). Układ regulacji prądu (URP) jest wyposażony w dodatkowe wejścia z których jedno jest połączone z umieszczonym na zaciskach sieci energetycznej (SNP) czujnikiem napięcia (CN), a drugie z zapewnionym w przekształtniku blokiem przetwarzania (BP), którego wejścia są połączone z czujnikiem prądu (CP) oraz czujnikiem napięcia (CN). Układ regulacji prądu (URP) jest wyposażony w sumator którego wyjście stanowi wyjście układu regulacji prądu (URP) a pierwsze wejście sumatora jest połączone z regulatorem, drugie wejście sumatora jest połączone z blokiem przetwarzania (BP) za pośrednictwem filtru górnoprzepustowego, zaś trzecie wejście sumatora jest połączone z czujnikiem napięcia (CN). Sposób sterowania napięciowym przekształtnikiem (PE) energoelektronicznym sprzężonym z siecią energoelektroniczną (SNP) za pośrednictwem filtru sieciowego (F), w którym napięcie wyjściowe przekształtnika ustala się za pomocą układu regulacji prądu (URP), z regulatorem, na którego wejście podaje się różnicę pomiędzy sygnałem reprezentującym wartość prądu zadanego (izad) a sygnałem z czujnika (CP) prądu (i) wejściowego filtru sieciowego (F), zgodnie z wynalazkiem cechuje się tym, że w układzie regulacji prądu (URP) do sygnału wyjściowego regulatora dodaje się sygnał (u) z czujnika napięcia (CN) oraz poddany filtracji górnoprzepustowej sygnał wyjściowy (uc) bloku przetwarzania (BP) przyjmującego na wejściu sygnał (u) z czujnika napięcia oraz sygnał (i) z czujnika prądu (CP).A converter system (PE) coupled to the AC power grid (SNP) via a filter (F), with the converter control input (PE) connected to the converter control system (USP), the input of which is connected to the current regulation system (URP), and the first input of the current regulation system (URP) is connected to the setter (ZAD), and the second input of the current regulation system (URP) is connected to the current sensor (CP) located between the filter (F) and the converter (PE). The current regulation system (URP) is equipped with a regulator that receives as an input the difference between the signal (izad) from the setter (ZAD) and the signal (i) from the current sensor (CP). The current regulation system (URP) is equipped with additional inputs, one of which is connected to the voltage sensor (CN) placed on the power grid terminals (SNP), and the other to the processing block (BP) provided in the converter, the inputs of which are connected to the current sensor. (CP) and voltage sensor (CN). The current regulation system (URP) is equipped with an adder whose output is the output of the current regulation system (URP) and the first input of the adder is connected to the regulator, the second input of the adder is connected to the processing block (BP) via a high-pass filter, and the third input of the adder is connected to the voltage sensor (CN). A method of controlling a power electronic voltage converter (PE) coupled with the power electronic network (SNP) via a network filter (F), in which the output voltage of the converter is set using a current regulation system (URP), with a regulator whose input is fed the difference between the signal representing the value of the set current (izad) and the signal from the current sensor (CP) (i) of the input network filter (F), according to the invention is characterized by the fact that in the current regulation system (URP) a signal (u) is added to the regulator's output signal from the voltage sensor (CN) and the high-pass filtered output signal (uc) of the processing block (BP) receiving as input the signal (u) from the voltage sensor and the signal (i) from the current sensor (CP).
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest układ przekształtnika sprzężonego z siecią energetyczną oraz sposób sterowania jego pracą dla eliminacji zaburzeń sieci energetycznej. Przekształtniki takie są wykorzystywane do zapewniania współpracy urządzeń stałoprądowych takich jak akumulatory, czy magazyny energii z siecią energetyczną.The subject of the invention is a system of a converter coupled with a power grid and a method of controlling its operation to eliminate disturbances in the power grid. Such converters are used to ensure the cooperation of DC devices such as batteries or energy storage with the power grid.
Przekształtniki energoelektroniczne przetwarzające energię elektryczną poprzez pobór lub dostarczanie energii do sieci elektroenergetycznej narażone są na niekorzystne oddziaływanie zaburzeń napięcia sieci, które maja nieprzewidywalny charakter oraz czasy wystąpienia i trwania. Są to w szczególności: zapady, asymetria, odkształcenie wyższymi harmonicznymi, impulsy przepięciowe czy fluktuacje częstotliwości. Zaburzenia te wprowadzają odkształcenia prądu przemiennego przetwarzanego przez sieciowy przekształtnik energoelektroniczny co jest niedopuszczalne według norm jakościowych. Sytuacja ta ma miejsce w przypadku gdy parametry przebiegu napięcia w sieci elektroenergetycznej znajdują się poza wartościami nominalnymi, a metoda regulacji prądu układu przekształtnikowego nie jest w stanie utrzymać zadanej wartości prądu. W przypadku nasilonych zaburzeń napięcia lub zmian impedancji sieci widzianej z punktu przyłączenia sieciowego układu przekształtnikowego, układ regulacji może wykroczyć poza zakres stabilnej pracy i jest zmuszony do odłączenia układu przekształtnikowego od sieci przerywając pobór lub dostarczanie energii elektrycznej.Power electronic converters converting electricity through the consumption or supply of energy to the power grid are exposed to the unfavorable impact of grid voltage disturbances, which are unpredictable in nature and occur and last. These are in particular: dips, asymmetry, harmonic distortion, surge pulses and frequency fluctuations. These disturbances introduce distortions of the alternating current processed by the grid power converter, which is unacceptable according to the quality standards. This situation occurs when the parameters of the voltage waveform in the power grid are outside the nominal values, and the converter system current control method is not able to maintain the set current value. In the event of severe voltage disturbances or changes in the network impedance of the converter system, the control system may exceed the range of stable operation and is forced to disconnect the converter system from the network, interrupting the consumption or supply of electricity.
W literaturze znane są liczne metody regulacji prądów fazowych przetwarzanych przez układy przekształtnikowe sprzężone z siecią elektroenergetyczną, w których efekt kompensacji zaburzeń prądu pod wpływem zaburzeń napięcia został osiągnięty jedynie częściowo. Stosowane układy regulacji prądu dzielą się na następujące typy:The literature knows numerous methods of controlling phase currents processed by converter systems coupled to the power grid, in which the effect of compensation of current disturbances under the influence of voltage disturbances was only partially achieved. The current regulation systems used are divided into the following types:
• Regulatory liniowe pracujące w układzie stacjonarnym lub synchronicznie wirującym z wektorem napięcia sieci.• Linear regulators operating in a stationary system or synchronously rotating with the network voltage vector.
• Regulatory histerezowe.• Hysteresis regulators.
• Bazujące na sieciach neuronowych.• Based on neural networks.
Najpowszechniej stosowane są regulatory liniowe ze względu na stały okres łączeniowy tranzystorów, co również daje stały czas obliczeniowy. Regulatory liniowe są łatwe w strojeniu oraz implementacji, natomiast mają ograniczone pasmo sterowania do wybranej harmonicznej i bez stosowania dodatkowych układów dekompozycji zaburzeń nie są w stanie zapewnić dokładnej i stabilnej regulacji prądu.The most commonly used are linear regulators due to the constant switching period of the transistors, which also gives a constant calculation time. Linear regulators are easy to tune and implement, but they have a limited control band for the selected harmonic and without the use of additional disturbance decomposition systems are not able to provide accurate and stable current regulation.
Rozwiązanie opisane w pracy autorstwa Miveh, M. R., Rahmat, M. F., Ghadimi, A. A., & Mustafa, M. W. (2016). pt. „Control techniques for three-phase four-leg voltage source inverters in autonomous microgrids: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 1592-1610, polega na transformacji mierzonych sygnałów prądów fazowych do układu wirującego synchronicznie do wektora napięcia sieci, gdzie sygnał prądu przyjmuje stałą wartość i przetwarzany jest przez regulator proporcjonalno całkujący PI. W przypadku gdy występują odkształcenia w regulowanej wartości prądu pojawiają się składowe przemienne. Kompensacja zaburzeń realizowana jest poprzez ekstrakcję zaburzenia i przetwarzaniu w osobnym, układzie wirującym z częstotliwością równą częstotliwości zaburzenia, która przeważnie jest równa wielokrotności częstotliwości podstawowej. W przypadku asymetrii harmoniczna podstawowa regulowana jest układzie wirującym przeciwnie do wektora napięcia sieci. Rozwiązanie to polega na selektywnej kompensacji zaburzeń, co nie pokrywa całego możliwego zakresu potencjalnych zaburzeń, a rozbudowa układu sterowania w celu zapewnienia szerszego zakresu częstotliwości wymaga zwiększenia zasobów obliczeniowych cyfrowej jednostki obliczeniowej.The solution described in the paper by Miveh, M. R., Rahmat, M. F., Ghadimi, A. A., & Mustafa, M. W. (2016). Fri "Control techniques for three-phase four-leg voltage source inverters in autonomous microgrids: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 1592-1610, consists in transforming the measured phase current signals into a system that rotates synchronously to the grid voltage vector, where the signal current assumes a constant value and is processed by the PI controller. When there are distortions in the regulated current value, alternating components appear. Perturbation compensation is performed by extracting the disturbance and processing in a separate, rotating system with a frequency equal to the disturbance frequency, which is usually a multiple of the fundamental frequency. In the case of unbalance, the fundamental harmonic is regulated by a system that rotates against the grid voltage vector. This solution is based on selective compensation of disturbances, which does not cover the entire possible range of potential disturbances, and the development of the control system in order to provide a wider frequency range requires increasing the computing resources of the digital computing unit.
Kolejne rozwiązanie stosowane w celu kompensacji zaburzeń prądu opisane w artykule autorstwa Rodriguez, P., Luna, A., Candela, I., Mujal, R., Teodorescu, R., & Blaabjerg, F. w 2011, pt. „Multiresonant frequency-locked loop for grid synchronization of power converters under distorted grid conditions”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58(1), 127-138, wykorzystuje regulatory Proporcjonalno-Rezonansowe (PR) w układzie stacjonarnym. Regulatory PR również mają ograniczone pasmo regulacji, ale są zdolne do kompensacji asymetrii i zapadów napięcia. Podobnie jak w poprzednim przypadku trzeba stosować dodatkowe człony kompensujące wybrane harmoniczne.Another solution used to compensate for current disturbances described in the article by Rodriguez, P., Luna, A., Candela, I., Mujal, R., Teodorescu, R., & Blaabjerg, F. in 2011, entitled "Multiresonant frequency-locked loop for grid synchronization of power converters under distorted grid conditions", IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58 (1), 127-138, uses proportional-resonance (PR) regulators in a stationary system. PR regulators also have a limited control band, but are able to compensate for unbalance and voltage dips. As in the previous case, additional compensation elements for selected harmonics must be used.
Rozwiązanie przedstawione przez Liserre, M., Teodorescu, R., & Blaabjerg, F. w 2006, pt. „Multiple harmonics control for three-phase grid converter systems with the use of PI-RES current controller in a rotating frame”, ZEEE Transactions on Power Electronics, 21(3), 836-841, pokazuje połączenie technik regulacji w układzie z wirującym z regulatorami PR strojonymi na wybraną parę harmonicznych, gdzie uzyskano zmniejszenie nakładów obliczeniowych.The solution presented by Liserre, M., Teodorescu, R., & Blaabjerg, F. in 2006, entitled "Multiple harmonics control for three-phase grid converter systems with the use of PI-RES current controller in a rotating frame", ZEEE Transactions on Power Electronics, 21 (3), 836-841, shows the combination of control techniques in a rotating frame with PR regulators tuned to a selected pair of harmonics, where a reduction in computational expenditure was achieved.
PL 236 207 B1PL 236 207 B1
Celem wynalazku jest zapewnienie przekształtnika i sposobu sterowania z automatyczną kompensacją zakłóceń sieci oraz wykazującego bardzo dobrą stabilność.The object of the invention is to provide a converter and a control method with automatic compensation of network disturbances and showing very good stability.
Układ przekształtnika sprzężonego z siecią energetyczną napięcia przemiennego za pośrednictwem filtru, z wejściem sterującym przekształtnika połączonym z układem sterowania przekształtnika, którego wejście jest połączone z układem regulacji prądu, a pierwsze wejście układu regulacji prądu jest połączone z zadajnikiem, zaś drugie wejście układu regulacji prądu jest połączone z umieszczonym pomiędzy filtrem a przekształtnikiem czujnikiem prądu. Układ regulacji prądu jest wyposażony w regulator przyjmujący na wejściu różnicę pomiędzy sygnałem z zadajnika a sygnałem z czujnika prądu. Zgodnie z wynalazkiem układ regulacji prądu jest wyposażony w dodatkowe wejścia z których jedno jest połączone z umieszczonym na zaciskach sieci energetycznej czujnikiem napięcia, a drugie z zapewnionym w przekształtniku blokiem przetwarzania, którego wejścia są połączone z czujnikiem prądu oraz czujnikiem napięcia. Układ regulacji prądu jest wyposażony w sumator którego wyjście stanowi wyjście układu regulacji prądu a pierwsze wejście sumatora jest połączone z regulatorem, drugie wejście sumatora jest połączone z blokiem przetwarzania za pośrednictwem filtru górnoprzepustowego, zaś trzecie wejście sumatora jest połączone z czujnikiem napięcia. Badania pokazały, usunięcie składowej podstawowej - na częstotliwości pracy sieci - z reguły 50 Hz - pozostawiając w sygnale jedynie wyższe harmoniczne stanowi klucz do uzyskania efektu kompensacji zaburzeń prądu. Ponadto układ regulacji wykazuje dzięki temu bardzo dobrą stabilność.A converter system coupled to the AC power grid through a filter, with the converter control input connected to the converter control system, the input of which is connected to the current control system, and the first input of the current control system is connected to the setter, and the second input of the current control system is connected with a current sensor placed between the filter and the converter. The current control system is equipped with a regulator that accepts at the input the difference between the signal from the adjuster and the signal from the current sensor. According to the invention, the current control system is equipped with additional inputs, one of which is connected to a voltage sensor located on the power grid terminals, and the other to a processing unit provided in the converter, the inputs of which are connected to the current sensor and the voltage sensor. The current control circuit is equipped with an adder whose output is the output of the current control circuit, and the first adder input is connected to the regulator, the second adder input is connected to the processing block via the high-pass filter, and the third adder input is connected to a voltage sensor. The research has shown that the removal of the fundamental component - at the grid frequency - usually 50 Hz - leaving only higher harmonics in the signal is the key to achieving the effect of compensation of current disturbances. In addition, the control system thus has a very good stability.
Korzystnie regulator stanowi regulator proporcjonalno-rezonansowy albo regulator proporcjonalno całkujący.Preferably the controller is a proportional resonant controller or a proportional integral controller.
Przekształtnik korzystnie jest sprzężony z siecią energetyczną jednofazowo lub trójfazowo.The converter is preferably single-phase or three-phase coupled to the power grid.
Sposób sterowania napięciowym przekształtnikiem energoelektronicznym sprzężonym z siecią energoelektroniczną za pośrednictwem filtru sieciowego, w którym napięcie wyjściowe przekształtnika ustala się za pomocą układu regulacji prądu, z regulatorem, na którego wejście podaje się różnicę pomiędzy sygnałem reprezentującym wartość prądu zadanego a sygnałem z czujnika prądu wejściowego filtru sieciowego, zgodnie z wynalazkiem cechuje się tym, że w układzie regulacji prądu do sygnału wyjściowego regulatora dodaje się sygnał z czujnika napięcia oraz poddany filtracji górnoprzepustowej sygnał wyjściowy bloku przetwarzania przyjmującego na wejściu sygnał z czujnika napięcia oraz sygnał z czujnika prądu.The method of controlling the voltage power converter coupled with the power electronic network by means of a network filter, in which the output voltage of the converter is set by means of a current control system, with a controller on the input of which the difference between the signal representing the value of the set current and the signal from the input current sensor of the network filter is given according to the invention, it is characterized in that in the current control circuit, the signal from the voltage sensor and the high-pass filtered output of the processing unit receiving the signal from the voltage sensor and the signal from the current sensor are added to the output of the controller.
Korzystnie sygnał w bloku przetwarzania uzyskuje się z sygnału czujnika prądu oraz sygnału czujnika napięcia rozwiązując układ równań, wiążących prąd i napięcie w filtrze L-C-L.Preferably, the signal in the processing block is obtained from the current sensor signal and the voltage sensor signal by solving the system of equations relating the current and voltage in the L-C-L filter.
Przedmiot wynalazku został ukazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schematycznie układ realizujący regulację prądu przemiennego pobieranego lub dostarczanego do sieci elektroenergetycznej a Fig. 2 przedstawia schematycznie układ ustalania sygnału zadanego napięcia sterującego układem przekształtnika energoelektronicznego.The subject matter of the invention has been shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 schematically shows a system for regulating the alternating current collected or supplied to the power grid, and Fig. 2 schematically shows a system for determining the voltage set signal controlling the power electronic converter system.
Przykładowy układ regulacji prądu jednej fazy sieciowego przekształtnika energoelektronicznego składa się ze źródła napięcia stałego ZNS, przekształtnika energoelektronicznego PE, filtru wyjściowego F, sieci napięcia przemiennego SNP, czujnika prądu CP, czujnika napięcia CN, układu sterowania przekształtnika USP, układu regulacji prądu URP, bloku przetwarzania BP i zadajnika prądu ZAD o układzie połączeń pokazanych na Fig. 1.An exemplary current control system for one phase of a network power converter consists of a DC voltage source ZNS, an energy electronic converter PE, an output filter F, an AC voltage network SNP, a CP current sensor, a CN voltage sensor, a USP converter control system, a URP current control system, a processing unit BP and a current source ZAD with the connection layout shown in Fig. 1.
Przekształtnika PE jest sprzężony z siecią energetyczną napięcia przemiennego SNP za pośrednictwem filtru F. Wejście sterujące przekształtnika PE jest połączone z układem sterowania przekształtnika USP, którego wejście jest połączone z układem regulacji prądu URP. Pierwsze wejście układu regulacji prądu URP jest połączone z zadajnikiem ZAD. Drugie wejście układu regulacji prądu URP jest połączone z czujnikiem prądu CP umieszczonym pomiędzy filtrem F a przekształtnikiem PE. Trzecie wejście układu regulacji prądu URP jest połączone z umieszczonym na zaciskach sieci energetycznej SNP czujnikiem napięcia CN. Czwarte wejście układu regulacji prądu URP jest połączone z blokiem przetwarzania BP za pośrednictwem filtru górnoprzepustowego HPF.The converter PE is coupled to the AC voltage network SNP through the filter F. The control input of the converter PE is connected to the control system of the USP converter, whose input is connected to the current control system URP. The first input of the URP current control system is connected to the ZAD adjuster. The second input of the URP current control system is connected to the CP current sensor located between the F filter and the PE converter. The third input of the URP current control system is connected to the CN voltage sensor located on the terminals of the SNP power grid. The fourth input of the URP current control circuit is connected to the BP processing unit via the HPF high-pass filter.
Układ regulacji prądu URP jest wyposażony w regulator PR, który stanowi regulator proporcjonalno rezonansowy przyjmujący na wejściu różnicę pomiędzy sygnałem iZAD z zadajnika ZAD a sygnałem i z czujnika prądu CP. Sygnał z regulatora PR jest podawany na pierwsze wejście sumatora wyposażonego w trzy wejścia. Na drugie wejście tego sumatora jest doprowadzany sygnał z bloku przetwarzania BP za pośrednictwem filtru górnoprzepustowego HPF a na trzecie wejście sygnał z czujnika napięcia CN. Sygnał wyjściowy sumatora jest wyprowadzony na wyjście układu regulacji prądu URP.The URP current regulation system is equipped with a PR regulator, which is a proportional-resonance regulator that accepts at the input the difference between the iZAD signal from the ZAD adjuster and the i signal from the CP current sensor. The signal from the PR regulator is fed to the first input of the adder equipped with three inputs. The signal from the BP processing block via the high-pass filter HPF is fed to the second input of this adder, and the signal from the voltage sensor CN to the third input. The output signal of the adder is led to the output of the current control system URP.
PL 236 207 Β1PL 236 207 Β1
Wejścia bloku przetwarzania BP są połączone z czujnikiem prądu CP oraz czujnikiem napięcia CN. Sygnał wyjściowy bloku przetwarzania BP reprezentuje napięcie na kondensatorze filtru F przy stanowiącego dolnoprzepustowy filtr L-C-L. Do tego celu można zastosować prosty układ analogowy lub bardziej uniwersalne rozwiązanie cyfrowe.The BP processing block inputs are connected to the current sensor CP and the voltage sensor CN. The output of the BP processing block represents the voltage across the filter capacitor F at the L-C-L low-pass filter. A simple analog circuit or a more universal digital solution can be used for this purpose.
Zgodnie ze sposobem według wynalazku sygnał odpowiadający prądowi fazowemu i uzyskany w danej chwili pomiarowej z czujnika prądu CP oraz sygnał odpowiadający napięciu u sieci napięcia przemiennego SNP uzyskany z czujnika napięcia CN przekształca się w bloku przetwarzania sygnałów BP tak, że w wyniku tego przetwarzania uzyskuje się sygnał napięcia uc na kondensatorze w filtrze F, następnie sygnały odpowiadające: napięciu fazowemu sieci napięcia przemiennego u, napięciu na kondensatorze w filtrze sieciowym uc, prądowi fazowemu i oraz prądowi zadanemu izad przekazane są do układu regulacji prądu URP. Układ regulacji prądu ustala sygnał napięcia zadanego uzad, który podawany jest na wejście układu sterowania przekształtnika USP. Sygnał napięcia na kondensatorze uc wyznaczany jest w bloku przetwarzania BP na podstawie sygnałów prądu fazowego i, napięcia sieci u oraz parametrów filtru sieciowego według zależności odpowiadającej prostemu filtrowi dolnoprzepustowemu L-C-L, w którym kondensator C jest włączony równolegle a indukcyjność L2 szeregowo:According to the method according to the invention, the signal corresponding to the phase current and obtained at a given measurement moment from the current sensor CP and the signal corresponding to the voltage in the AC voltage network SNP obtained from the voltage sensor CN are transformed in the signal processing unit BP, so that the result of this processing is a signal voltage u c on the capacitor in the filter F, then the signals corresponding to: the phase voltage of the alternating voltage network u, the voltage on the capacitor in the network filter u c , the phase current i and the set current i from are sent to the current control system URP. The current control system sets the voltage signal of the set voltage, which is fed to the input of the USP converter control system. The voltage signal on the capacitor u c is determined in the BP processing block on the basis of the phase current signals i, the network voltage u and the network filter parameters according to the relationship corresponding to a simple LCL low-pass filter, in which the capacitor C is connected in parallel and the inductance L2 in series:
Uc=z/^~ i/.2=^ gdzie: ilz oznacza prąd wyjściowy filtru, L2 - indukcyjność wyjściowa filtru, C oznacza pojemność kondensatora filtru. Uc = z / ^ ~ i / .2 = ^ where: ilz is the output current of the filter, L2 - the output inductance of the filter, C is the capacity of the filter capacitor.
Dzięki zastosowaniu sposobu według wynalazku uzyskuje się kompensację zaburzeń prądów fazowych napięciowych przekształtników energoelektronicznych sprzężonych z siecią energoelektroniczną. Sygnały napięcia fazowego sieci i filtrowanego górnoprzepustowo sygnału napięcia na kondensatorze filtru sieciowego są dodawane do sygnału wyjściowego regulatora prądu fazowego ustalając napięcie wyjściowe przekształtnika energoelektronicznego. Sygnały dodawane do wyjścia regulatora prądu równoważą napięcie wyjściowe przekształtnika z napięciem na kondensatorze dzięki czemu zaburzenia prądu są minimalizowane w momencie wystąpienia zaburzeń w napięciu sieci elektroenergetycznej, dodatkowo uzyskuje się zwiększenie stabilności pracy układu. Usunięcie składowej podstawowej 50 Hz z napięcia na kondensatorze, przy pozostawieniu w sygnale jedynie wyższe harmonicznych jest kluczowe dla uzyskania efektu kompensacji zaburzeń prądu. Również dzięki temu układ regulacji nieoczekiwanie wykazuje bardzo dobrą stabilność.Thanks to the method according to the invention, compensation of phase current disturbances of the voltage of power electronic converters coupled with the power electronic network is achieved. The mains phase voltage signals and the high-pass filtered voltage signal on the mains filter capacitor are added to the output of the phase current regulator to determine the output voltage of the power electronic converter. The signals added to the output of the current regulator balance the output voltage of the converter with the voltage on the capacitor, thanks to which current disturbances are minimized at the moment of disturbances in the voltage of the power grid, additionally, the system operation stability is increased. Removing the fundamental 50 Hz component from the voltage on the capacitor, leaving only higher harmonics in the signal, is crucial for the effect of compensation of current disturbances. Due to this, too, the control system surprisingly shows a very good stability.
Wymagania stawiane sieciowym układom przekształtnikowym dotyczą przede wszystkim utrzymania jak najwyższej jakości przetwarzanej energii określanej jako utrzymanie czysto sinusoidalnego przebiegu prądu oraz zapewnieniu nieprzerwanej pracy. Dzięki temu uzyskuje się efekt w postaci utrzymania lub poprawy jakości napięcia w sieci elektroenergetycznej, a energia elektryczna jest zarządzana w sposób bardziej efektywny minimalizując straty.The requirements for network converter systems relate primarily to maintaining the highest quality of processed energy, defined as maintaining a purely sinusoidal current waveform and ensuring uninterrupted operation. Thanks to this, the effect is achieved in the form of maintaining or improving the voltage quality in the power grid, and the electricity is managed in a more effective way, minimizing losses.
Wynalazek można zastosować zarówno przy sprzężeniu jednofazowym jak i przy wielofazowym. W tym ostatnim przypadku układ wymaga zwielokrotnienia dla każdej z faz.The invention is applicable to both single-phase and multi-phase coupling. In the latter case, the circuit needs to be multiplied for each of the phases.
Regulator proporcjonalno całkujący można zastąpić regulatorem proporcjonalno-całkującym. W takiej sytuacji zasadne jest przekształcenia sygnału przemiennego na stały, a potem z powrotem stałego na przemienny.The proportional integral controller can be replaced by a proportional integral controller. In such a situation, it makes sense to convert the AC signal to a constant and then back from a constant to AC.
Zastosowanie wynalazku jest szczególnie korzystne w sieciowych układach przekształtnikowych stosowanych jako: przetworniki energii elektrycznej w odnawialnych źródłach energii, filtry aktywne, układy kompensacji mocy biernej oraz transformatory energoelektroniczne.The use of the invention is particularly advantageous in network converter systems used as: electric energy converters in renewable energy sources, active filters, reactive power compensation systems and power electronic transformers.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424433A PL236207B1 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Circuit of a converter and method for controlling of the converter work |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424433A PL236207B1 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Circuit of a converter and method for controlling of the converter work |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL424433A1 PL424433A1 (en) | 2019-08-12 |
| PL236207B1 true PL236207B1 (en) | 2020-12-28 |
Family
ID=67549874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL424433A PL236207B1 (en) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Circuit of a converter and method for controlling of the converter work |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL236207B1 (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2008334024B2 (en) * | 2007-11-30 | 2012-10-11 | Alencon Acquisition Co., Llc | Multiphase grid synchronized regulated current source inverter systems |
| KR20130100161A (en) * | 2010-10-05 | 2013-09-09 | 알렌콘 애퀴지션 컴퍼니 엘엘씨 | High voltage energy harvesting and conversion renewable energy utility size electric power systems and visual monitoring and control systems for said systems |
| CN104578172B (en) * | 2015-01-23 | 2016-08-17 | 东北电力大学 | A kind of photovoltaic inversion regulator control method with linear FLL |
| CN104836255A (en) * | 2015-05-27 | 2015-08-12 | 重庆大学 | Implicit PI-based digital phase-locked loop and power grid synchronization system |
-
2018
- 2018-01-31 PL PL424433A patent/PL236207B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL424433A1 (en) | 2019-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mahmood et al. | Accurate reactive power sharing in an islanded microgrid using adaptive virtual impedances | |
| US9577429B2 (en) | Paralleling of active filters with independent controls | |
| Micallef et al. | Reactive power sharing and voltage harmonic distortion compensation of droop controlled single phase islanded microgrids | |
| Zhong et al. | Self-synchronized universal droop controller | |
| Ranjbaran et al. | A power sharing scheme for voltage unbalance and harmonics compensation in an islanded microgrid | |
| KR101562848B1 (en) | Method for uninterruptible power supply system control by using active damping control scheme and repeat control techniques | |
| Kim et al. | Distributed virtual negative-sequence impedance control for accurate imbalance power sharing in islanded microgrids | |
| Micallef et al. | Selective virtual capacitive impedance loop for harmonic voltage compensation in islanded MicroGrids | |
| Saxena et al. | PV integrated grid synchronization technique using modified SOGI-FLL and zero-crossing detector | |
| CN107370358A (en) | The current loop control method and current loop controller of circuit of power factor correction | |
| PL236207B1 (en) | Circuit of a converter and method for controlling of the converter work | |
| Yada et al. | Operation and control of single-phase UPQC based on SOGI-PLL | |
| Singh et al. | Implementation of in-loop filter based DSC-FLL control approach for power quality improvement in isolated microgrid | |
| CN106030438B (en) | The system and method for the stabilization of power grids | |
| Trinh et al. | Novel control strategy for a UPQC under distorted source and nonlinear load conditions | |
| Qasim et al. | ADALINE based control strategy for three-phase three-wire UPQC system | |
| Astrada et al. | Double virtual-impedance loop for inverters with repetitive and droop control in UPS applications | |
| JP2015109781A (en) | System interconnection power conversion device | |
| Jappe et al. | Control strategy for three-phase four-wire PWM VSI parallel connected in UPS applications | |
| Sreekumar et al. | Implementation of proportional-resonant controller in an autonomous distributed generation unit | |
| Mukherjee et al. | Impedance shaping for improved load sharing among inverters in AC microgrids | |
| Bhole et al. | Enhancement of power quality in grid connected photovoltaic system using predictive current control technique | |
| Sharma et al. | Resilient control algorithm for wind-hydro based distributed generation system with grid synchronization capability | |
| RU2442275C1 (en) | Method for controlling three-phase static converter with unbalanced load | |
| Rodríguez et al. | Tuning of resonant controllers applied to the current control of voltage-source converters |