CN113746139B - 一种离网供电***的控制方法和装置 - Google Patents
一种离网供电***的控制方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种离网供电***的控制方法和装置,根据离网供电***中变流器当前时刻的交流端口电压确定变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压,并根据变流器当前时刻的交流端口电流,利用进行dq变换确定离网供电***的工作区间;根据变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压和工作区间确定控制脉冲并输出给离网供电***。本申请提供的技术方案在不提升离网供电***的硬件成本的情况下,有效抑制来自负荷冲击电流,提高了离网供电***应对冲击性负荷能力且能够保证离网供电***的稳定运行。本申请提供的控制方法满足电机、变压器等冲击性负荷的用电需求,能够提高离网供电***整体的稳定性和供电可靠性,扩大了负荷适用范围,容易大范围推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及移动储能技术领域,具体涉及一种离网供电***的控制方法和装置。
背景技术
离网供电***具有环境友好、供电质量高以及能与电网双向互动等优点,因此离网供电***正在逐步取代柴油发电机组,广泛用于重要负荷保电、临时供电等应用场景。但是相比于柴油发电机组,离网供电***以电力电子接口输出,其过载能力有限,当负荷中存在电机、变压器等具有短时高倍率电流特性的冲击性负载时可能导致整个离网供电***的崩溃。为了满足冲击性负载用电需求,目前采用增大电力电子变流器的容量,或者采用电压/电流双闭环方式实现对离网供电***的控制。但是,增大电力电子变流器的容量往往会导致离网供电***的成本较高,采用电压/电流双闭环方式会导致离网供电***整体的稳定性较低,减小了负荷适用范围,难以大范围推广应用。
发明内容
为了克服上述现有技术中成本高且稳定性低的不足,本发明提供一种离网供电***的控制方法,包括:
采集离网供电***中变流器当前时刻的交流端口电压和交流端口电流;
基于变流器当前时刻的交流端口电压,并利用dq变换确定变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压;
基于变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定离网供电***的工作区间;
根据变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压和工作区间确定控制脉冲并输出给离网供电***。
根据变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压和工作区间确定控制脉冲并输出给离网供电***,包括:
确定离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数;
基于变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压、离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数,确定变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压;
基于变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压确定控制脉冲,并输出控制脉冲给离网供电***。
根据变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定离网供电***的工作区间,包括:
基于变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流;
根据变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流以及预设的电流阈值,确定离网供电***的工作区间。
电流阈值包括第一电流值、第二电流值和第三电流值;
其中,第一电流值用于指示变流器的额定功率对应的电流;
第二电流值用于指示变流器的过载电流;
第三电流值用于指示变流器的保护动作电流。
根据变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流以及预设的电流阈值,确定离网供电***的工作区间,包括:
若变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流小于第一电流值,确定离网供电***的工作区间为第一工作区间;
若变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于第一电流值且小于第二电流值,确定离网供电***的工作区间为第二工作区间;
若变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于第二电流值且小于第三电流值,确定离网供电***的工作区间为第三工作区间;
若变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于第三电流值,确定离网供电***的工作区间为第四工作区间。
确定离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数,包括:
当离网供电***的工作区间为第一工作区间时:
将离网供电***在初始时刻的电压给定值作为离网供电***在第一工作区间下的电压给定值;
将离网供电***在初始时刻的积分系数作为离网供电***在第一工作区间下的积分系数。
确定离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数,包括:
当离网供电***的工作区间为第二工作区间时:
将离网供电***在初始时刻的电压给定值作为离网供电***在第二工作区间下的电压给定值;
将离网供电***在初始时刻的积分系数与离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为离网供电***在第二工作区间下的积分系数;
离网供电***离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值按下式确定:
式中,表示离网供电***在当前时刻t的给定积分系数偏差值,表
示离网供电***在初始时刻t 0的积分系数,表示第二电流值,表示变流器在dq坐
标系下当前时刻t的总电流,表示给定比例积分系数偏差值的校正系数,且满足。
确定离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数,包括:
当离网供电***的工作区间为第三工作区间时:
将离网供电***在初始时刻的电压给定值与离网供电***在当前时刻的给定电压偏差值之差,作为离网供电***在第三工作区间下的电压给定值;
将离网供电***在初始时刻的积分系数与离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为离网供电***在第三工作区间下的积分系数;
离网供电***在当前时刻的给定电压偏差值按下式确定:
离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值按下式确定:
基于变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压、离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数,确定变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压,包括:
求取离网供电***在工作区间下的电压给定值与变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压的差值;
基于离网供电***在工作区间下的积分系数,将差值进行比例积分控制,得到比例积分控制后当前时刻的d轴分量电压和q轴分量电压;
将比例积分控制后当前时刻的d轴分量电压和q轴分量电压进行dq/αβ变换,得到变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压。
本申请提供的控制方法还包括:
采集变流器直流端口电压。
基于变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压确定控制脉冲,并输出控制脉冲给离网供电***,包括:
采集变流器当前时刻的直流端口电压;
将变流器当前时刻的直流端口电压和变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压进行空间矢量脉宽调制,得到控制脉冲;
将控制脉冲输出给离网供电***。
本申请提供的控制方法还包括:
当工作区间为第四工作区间时,对控制脉冲进行封锁,以限制交流端口电流。
本申请实施例还提供一种离网供电***的控制装置,包括:
采集模块,用于采集离网供电***中变流器当前时刻的交流端口电压和交流端口电流;
第一确定模块,用于基于变流器当前时刻的交流端口电压,并利用dq变换确定变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压;
第二确定模块,用于基于变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定离网供电***的工作区间;
第三确定模块,用于根据变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压和工作区间确定控制脉冲并输出给离网供电***。
第三确定模块用于:
确定离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数;
基于变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压、离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数,确定变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压;
基于变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压确定控制脉冲,并输出控制脉冲给离网供电***。
第二确定模块用于:
基于变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流;
根据变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流以及预设的电流阈值,确定离网供电***的工作区间。
电流阈值包括第一电流值、第二电流值和第三电流值;
其中,第一电流值用于指示变流器的额定功率对应的电流;
第二电流值用于指示变流器的过载电流;
第三电流值用于指示变流器的保护动作电流。
第二确定模块用于:
若变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流小于第一电流值,确定离网供电***的工作区间为第一工作区间;
若变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于第一电流值且小于第二电流值,确定离网供电***的工作区间为第二工作区间;
若变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于第二电流值且小于第三电流值,确定离网供电***的工作区间为第三工作区间;
若变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于第三电流值,确定离网供电***的工作区间为第四工作区间。
第三确定模块用于:
当离网供电***的工作区间为第一工作区间时:
将离网供电***在初始时刻的电压给定值作为离网供电***在第一工作区间下的电压给定值;
将离网供电***在初始时刻的积分系数作为离网供电***在第一工作区间下的积分系数。
第三确定模块具体用于:
当离网供电***的工作区间为第二工作区间时:
将离网供电***在初始时刻的电压给定值作为离网供电***在第二工作区间下的电压给定值;
将离网供电***在初始时刻的积分系数与离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为离网供电***在第二工作区间下的积分系数;
第三确定模块按下式确定离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值:
式中,表示离网供电***在当前时刻t的给定积分系数偏差值,表
示离网供电***在初始时刻t 0的积分系数,表示第二电流值,表示变流器在dq坐
标系下当前时刻t的总电流,表示给定比例积分系数偏差值的校正系数,且满足。
第三确定模块具体用于:
当离网供电***的工作区间为第三工作区间时:
将离网供电***在初始时刻的电压给定值与离网供电***在当前时刻的给定电压偏差值之差,作为离网供电***在第三工作区间下的电压给定值;
将离网供电***在初始时刻的积分系数与离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为离网供电***在第三工作区间下的积分系数;
第三确定模块按下式确定离网供电***在当前时刻的给定电压偏差值:
第三确定模块按下式确定离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值:
第三确定模块用于:
求取离网供电***在工作区间下的电压给定值与变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压的差值;
基于离网供电***在工作区间下的积分系数,将差值进行比例积分控制,得到比例积分控制后当前时刻的d轴分量电压和q轴分量电压;
将比例积分控制后当前时刻的d轴分量电压和q轴分量电压进行dq/αβ变换,得到变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压。
本申请提供的控制装置还包括采集模块,采集模块用于采集变流器的直流端口电压。
第三确定模块用于:
将变流器当前时刻的直流端口电压和变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压进行空间矢量脉宽调制,得到控制脉冲;
将控制脉冲输出给离网供电***。
第三确定模块用于:
当工作区间为第四工作区间时,对控制脉冲进行封锁,以限制交流端口电流。
本申请还提供了一种计算机设备,包括:
一个或多个处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序;
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时,实现上述的控制方法。
本申请又提供了一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序,计算机程序被执行时,实现上述的控制方法。
本发明提供的技术方案具有以下有益效果:
本发明提供的离网供电***的控制方法中,采集离网供电***当前时刻的交流端口电压和交流端口电流;基于变流器当前时刻的交流端口电压,并利用dq变换确定变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压;基于变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定离网供电***的工作区间;根据变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压和工作区间确定控制脉冲并输出给离网供电***。本申请提供的技术方案能够根据交流端口电流确定离网供电***的工作区间,并根据工作区间输出控制脉冲,在不提升离网供电***的硬件成本的情况下,有效抑制来自负荷冲击电流,提高了离网供电***应对冲击性负荷能力且能够保证离网供电***的稳定运行。
本申请提供的控制方法通过确定离网供电***在不同工作区间下的电压给定值和积分系数最终确定控制脉冲,不仅满足电机、变压器等冲击性负荷的用电需求,而且能够提高离网供电***整体的稳定性和供电可靠性,扩大了负荷适用范围,容易大范围推广应用。
本申请提供的技术方案不需要提前确定负荷类型和负荷特性,过程简单,易于实现。
附图说明
图1 是本发明实施例中离网供电***的示意性结构图;
图2 是本发明实施例中离网供电***的控制方法的一种示意性流程图;
图3 是本发明实施例中离网供电***的控制方法的另一种示意性流程图;
图4 是本发明实施例中离网供电***的控制装置的结构图;
图5 是本发明实施例中验证***的结构图;
图6 是本发明实施例中离网供电***输出电压和电流波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例提供了一种离网供电***的控制方法,其中离网供电***的拓扑结构如图1所示,离网供电***包括功率变换子***、储能子***和监控子***。其中,储能子***包括储能电池和电池管理***(battery management systems,BMS)。
功率变换子***(可以包括整流器(即图1中的AC/DC)和逆变器(即图1中的DC/AC))用于实现交直流变换,储能子***为整个离网供电***提供能量支撑,监控子***能够实现对离网供电***整体运行数据的实时采集和控制。
本申请实施例提供的离网供电***的控制方法具体流程图如图2所示,具体过程如下:
S103:根据变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定离网供电***的工作区间。
S104:根据变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压和工作区间确定控制脉冲并输出给离网供电***中的功率变换子***。
上述S103中,根据变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定离网供电***的工作区间具体包括:
基于变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流;
根据变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流以及预设的电流阈值,确定离网供电***的工作区间。
其中,基于变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流,具体包括:
将变流器当前时刻的交流端口电流进行dq变换,得到变流器当前时刻的d轴分量电流和q轴分量电流;
根据变流器当前时刻的d轴分量电流和q轴分量电流,按下式计算变流器在dq坐标系中当前时刻的总电流:
上述电流阈值包括第一电流值(可以用I 1表示)、第二电流值(可以用I 2表示)和第三电流值(可以用I 3表示)。第一电流值小于第二电流值,第二电流值小于第三电流值,也就是满足I 1<I 2<I 3。
其中,第一电流值用于指示变流器的额定功率对应的电流;
第二电流值用于指示变流器的过载电流;
第三电流值用于指示变流器的保护动作电流。
上述根据变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流以及预设的电流值,确定离网供电***的工作区间,包括:
上述S104中,根据变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压和工作区间确定控制脉冲并输出给离网供电***,具体包括:
确定离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数;
基于变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压、离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数,确定变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压;
基于变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压确定控制脉冲,并输出控制脉冲给离网供电***。
进一步地,确定离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数,可以分为以下三种情况:
情况一:当离网供电***的工作区间为第一工作区间时:
将离网供电***在初始时刻的电压给定值作为离网供电***在第一工作区间下的电压给定值;
将离网供电***在初始时刻的积分系数作为离网供电***在第一工作区间的积分系数。
也就是说,可以按下式确定离网供电***在第一工作区间下的电压给定值和积分系数:
可以看出,离网供电***在第一工作区间下的电压给定值和积分系数无需修订。也就是说,离网供电***在当前时刻t的电压给定值可以取离网供电***在初始时刻t 0的电压给定值,离网供电***在当前时刻t的积分系数可以取离网供电***在初始时刻t 0的积分系数。
需要说明的是,>I 3表明变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流过大,因此,
为了防止设备损坏,当工作区间为第四工作区间时,可以对控制脉冲进行封锁,以限制变流
器的交流端口电流,进而降低变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流。
情况二:当离网供电***的工作区间为第二工作区间时:
将离网供电***在初始时刻的电压给定值作为离网供电***在第二工作区间下的电压给定值;
将离网供电***在初始时刻的积分系数与离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为离网供电***在第二工作区间下的积分系数。
也就是说,可以按下式确定离网供电***在第二工作区间下的电压给定值和积分系数:
式中,表示离网供电***在当前时刻t的给定积分系数偏差值,且,表示离网供电***在初始时刻t 0的
积分系数,表示第二电流值,表示变流器在dq坐标系下当前时刻t的总电流,表
示给定比例积分系数偏差值的校正系数,且满足。
可以看出,离网供电***在第二工作区间下的电压给定值无需修订,积分系数则需修订。也就是说,离网供电***在当前时刻t的电压给定值可以取离网供电***在初始时刻t 0的电压给定值,积分系数需要通过离网供电***在当前时刻t的给定积分系数偏差值进行修订。
情况三:当离网供电***的工作区间为第三工作区间时:
将离网供电***在初始时刻的电压给定值与离网供电***在当前时刻的给定电压偏差值之差,作为离网供电***在第三工作区间下的电压给定值;
将离网供电***在初始时刻的积分系数与离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为离网供电***在第三工作区间下的积分系数。
也就是说,可以按下式确定离网供电***在第三工作区间下的电压给定值和积分系数:
式中,表示离网供电***在当前时刻t的给定电压偏差值,且,表示离网供电***的电压偏差允
许最大值,表示变流器的最大输出电流,表示给定电压偏差值的校正系数,且满足。表示离网供电***在当前时刻t的给定积分系数偏差值,且,表示第二电流值,表示变流器在dq坐标
系下当前时刻t的总电流,表示给定比例积分系数偏差值的校正系数,且满足。
可以看出,离网供电***在第三工作区间下的电压给定值和积分系数都需修订。也就是说,离网供电***在当前时刻t的电压给定值需要通过离网供电***在当前时刻t的给定电压偏差值修订,积分系数需要通过离网供电***在当前时刻t的给定积分系数偏差值进行修订。
基于变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压、离网供电***在不同工作区间下
当前时刻的电压给定值和积分系数,确定变流器在αβ坐标系下当前时刻的分
量电压(即确定变流器当前时刻的α轴电压和β轴电压),包括:
求取离网供电***在不同工作区间下的电压给定值(可以包括将离网供电***在
不同工作区间下当前时刻的A相电压给定值、B相电压给定值和C相电压
给定值进行派克变换得到的离网供电***在不同工作区间下当前时刻的d轴电压
给定值和q轴电压给定值)与变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压
(即和)的差值(包括d轴差值和q轴差值),即,。
基于离网供电***在不同工作区间下的积分系数,将差值进行比例积分控制(即
PI控制,只需采用本申请确定的离网供电***在不同工作区间下的积分系数,比例系数采
用比例积分控制器的比例系数),得到比例积分控制后当前时刻的d轴分量电压(即图3中的)和q轴分量电压(即图3中的)。
本申请实施例提供的控制方法还包括:
基于变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压确定控制脉冲(电压信号),并输出控制脉冲给离网供电***,具体包括:
将DC/AC变流器当前时刻的直流端口电压(即图3中的)和变流器在αβ坐标
系下当前时刻的分量电压(和)进行空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse
Width Modulation,SVPWM),得到控制脉冲(Control pulse,CP)。
将控制脉冲CP输出给离网供电***。
为验证本申请实施例提供的控制方法的可靠性,搭建了如图5所示验证***的结
构图,包括250kVA离网供电***、75kW电动机M以及控制开关K1,预设的第一电流值I 1、第二
电流值I 2、变流器的最大输出电流I max、表示给定比例积分系数偏差值的校正系数和给
定电压偏差值的校正系数如表1所示。
表1
当初始时刻t0时投入75kW电动机,电流有较大冲击,检测到变流器在dq坐标系下
当前时刻的总电流大于I2且小于I max(即上述情况三),因此,需要对离网供电***在不同工
作区间下的电压给定值和积分系数进行修正。离网供电***输出波形如图6所示。从图6可
以看出,电流冲击过程中变流器当前时刻的A相端口电压有所降低,t1时刻后电流冲
击结束输出,端口电压恢复正常。
综上,本申请实施例1提供的离网供电***的控制方法能够有效控制来自负荷冲击电流,提高了离网供电***应对冲击性负荷能力且能够保证离网供电***的稳定运行。
本发明实施例还提供一种离网供电***的控制装置,如图4所示,包括:
采集模块,用于采集离网供电***中变流器当前时刻的交流端口电压和交流端口电流;
第一确定模块,用于基于变流器当前时刻的交流端口电压,并利用dq变换确定变流器在dq坐标系下变流器的分量电压;
第二确定模块,用于基于变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定离网供电***的工作区间;
第三确定模块,用于根据变流器在dq坐标系下变流器的分量电压和工作区间确定控制脉冲并输出给离网供电***。
第二确定模块具体用于:
基于变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流;
根据变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流以及预设的电流阈值,确定离网供电***的工作区间。
其中,基于变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流,具体包括:
将变流器当前时刻的交流端口电流进行dq变换,得到变流器当前时刻的d轴分量电流和q轴分量电流;
根据变流器当前时刻的d轴分量电流和q轴分量电流,按下式计算变流器在dq坐标系中当前时刻的总电流:
上述电流阈值包括第一电流值(可以用I 1表示)、第二电流值(可以用I 2表示)和第三电流值(可以用I 3表示)。第一电流值小于第二电流值,第二电流值小于第三电流值,也就是满足I 1< I 2<I 3。
其中,第一电流值用于指示变流器的额定功率对应的电流;
第二电流值用于指示变流器的过载电流;
第三电流值用于指示变流器的保护动作电流。
第二确定模块具体用于:
第三确定模块用于:
确定离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数;
基于变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压、离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数,确定变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压;
基于变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压确定控制脉冲,并输出控制脉冲给离网供电***。
进一步地,第三确定模块可以分为以下三种情况确定离网供电***在工作区间下的电压给定值和积分系数:
情况一:当离网供电***的工作区间为第一工作区间时:
第三确定模块可以将离网供电***在初始时刻的电压给定值作为离网供电***在第一工作区间下的电压给定值,并将离网供电***在初始时刻的积分系数作为离网供电***在第一工作区间下的积分系数。
也就是说,第三确定模块可以按下式确定离网供电***在第一工作区间下的电压给定值和积分系数:
可以看出,离网供电***在第一工作区间下的电压给定值和积分系数无需修订。
也就是说,离网供电***在当前时刻t的电压给定值可以取离网供电***在初始时刻的
电压给定值,离网供电***在当前时刻t的积分系数可以取离网供电***在初始时刻的
积分系数。
需要说明的是,>I 3表明变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流过大,因此,
为了防止设备损坏,当工作区间为第四工作区间时,第三确定模块可以封锁控制脉冲,以限
制变流器的交流端口电流,进而降低变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流。
情况二:当离网供电***的工作区间为第二工作区间时:
第三确定模块将离网供电***在初始时刻的电压给定值作为离网供电***在第二工作区间下的电压给定值,并将离网供电***在初始时刻的积分系数与离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为离网供电***在第二工作区间下的积分系数。
也就是说,第三确定模块按下式确定离网供电***在第二工作区间下的电压给定值和积分系数:
式中,表示离网供电***在当前时刻t的给定积分系数偏差值,且,表示离网供电***在初始时刻t 0的
积分系数,表示第二电流值,表示变流器在dq坐标系下当前时刻t的总电流,
表示给定比例积分系数偏差值的校正系数,且满足。
可以看出,离网供电***在第二工作区间下的电压给定值无需修订,积分系数则需修订。也就是说,离网供电***在当前时刻t的电压给定值可以取离网供电***在初始时刻t 0的电压给定值,积分系数需要通过离网供电***在当前时刻t的给定积分系数偏差值进行修订。
情况三:当离网供电***的工作区间为第三工作区间时:
第三确定模块将离网供电***在初始时刻的电压给定值与离网供电***在当前时刻的给定电压偏差值之差,作为离网供电***在第三工作区间下的电压给定值,并将离网供电***在初始时刻的积分系数与离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为离网供电***在第三工作区间下的积分系数。
也就是说,第三确定模块按下式确定离网供电***在第三工作区间下的电压给定值和积分系数:
式中,表示离网供电***在当前时刻t的给定电压偏差值,且,表示离网供电***的电压偏差允
许最大值,表示变流器的最大输出电流,表示给定电压偏差值的校正系数,且满足。表示离网供电***在当前时刻t的给定积分系数偏差值,且,表示第二电流值,表示变流器在dq坐标
系下当前时刻t的总电流,表示给定比例积分系数偏差值的校正系数,且满足。
可以看出,离网供电***在第三工作区间下的电压给定值和积分系数都需修订。也就是说,离网供电***在当前时刻t的电压给定值需要通过离网供电***在当前时刻t的给定电压偏差值修订,积分系数需要通过离网供电***在当前时刻t的给定积分系数偏差值进行修订。
第三确定模块还具体用于:
求取离网供电***在不同工作区间下的电压给定值(可以包括将离网供电***在
工作区间下当前时刻的A相电压给定值、B相电压给定值和C相电压给定
值进行派克变换得到的离网供电***在不同工作区间下当前时刻的d轴电压给
定值和q轴电压给定值)与变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压(即和)的差值(包括d轴差值和q轴差值),即,。
基于离网供电***在不同工作区间下的积分系数,将差值进行比例积分控制(即
PI控制,只需采用本申请确定的离网供电***在不同工作区间下的积分系数,比例系数采
用比例积分控制器的比例系数),得到比例积分控制后当前时刻的d轴分量电压(即图3中的)和q轴分量电压(即图3中的)。
上述第三确定模块用于:
将控制脉冲输出给离网供电***。
本申请实施例还提供了一种计算机设备,包括:
一个或多个处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序;
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时,实现上述的控制方法。
本申请实施例又提供了一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序,计算机程序被执行时,实现上述的控制方法。
为了描述的方便,以上装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然,在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,均在申请待批的本发明的保护范围之内。
Claims (22)
1.一种离网供电***的控制方法,其特征在于,包括:
采集所述离网供电***中变流器当前时刻的交流端口电压和交流端口电流;
基于所述变流器当前时刻的交流端口电压,并利用dq变换确定所述变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压;
基于所述变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定所述离网供电***的工作区间;
根据所述变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压和所述工作区间确定控制脉冲并输出给所述离网供电***;
所述根据所述变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压和所述工作区间确定控制脉冲并输出给所述离网供电***,包括:
确定所述离网供电***在所述工作区间下的电压给定值和积分系数;
基于所述变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压、所述离网供电***在所述工作区间下的电压给定值和积分系数,确定所述变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压;
基于所述变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压确定控制脉冲,并输出所述控制脉冲给离网供电***;
基于所述变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定所述离网供电***的工作区间,包括:
基于所述变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流;
根据所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流以及预设的电流阈值,确定所述离网供电***的工作区间;
所述基于所述变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压、所述离网供电***在所述工作区间下的电压给定值和积分系数,确定所述变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压,包括:
求取所述离网供电***在所述工作区间下的电压给定值与所述变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压的差值;
基于所述离网供电***在所述工作区间下的积分系数,将所述差值进行比例积分控制,得到比例积分控制后当前时刻的d轴分量电压和q轴分量电压;
将所述比例积分控制后当前时刻的d轴分量电压和q轴分量电压进行dq/αβ变换,得到所述变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压。
2.根据权利要求1所述的离网供电***的控制方法,其特征在于,所述电流阈值包括第一电流值、第二电流值和第三电流值;
其中,所述第一电流值用于指示所述变流器的额定功率对应的电流;
所述第二电流值用于指示所述变流器的过载电流;
所述第三电流值用于指示所述变流器的保护动作电流。
3.根据权利要求2所述的离网供电***的控制方法,其特征在于,所述根据所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流以及预设的电流阈值,确定所述离网供电***的工作区间,包括:
若所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流小于所述第一电流值,确定所述离网供电***的工作区间为第一工作区间;
若所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于所述第一电流值且小于所述第二电流值,确定所述离网供电***的工作区间为第二工作区间;
若所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于所述第二电流值且小于所述第三电流值,确定所述离网供电***的工作区间为第三工作区间;
若所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于所述第三电流值,确定所述离网供电***的工作区间为第四工作区间。
4.根据权利要求3所述的离网供电***的控制方法,其特征在于,所述确定所述离网供电***在所述工作区间下的电压给定值和积分系数,包括:
当所述离网供电***的工作区间为所述第一工作区间时:
将所述离网供电***在初始时刻的电压给定值作为所述离网供电***在所述第一工作区间下的电压给定值;
将所述离网供电***在初始时刻的积分系数作为所述离网供电***在所述第一工作区间下的积分系数。
5.根据权利要求3所述的离网供电***的控制方法,其特征在于,所述确定所述离网供电***在所述工作区间下的电压给定值和积分系数,包括:
当所述离网供电***的工作区间为所述第二工作区间时:
将所述离网供电***在初始时刻的电压给定值作为所述离网供电***在所述第二工作区间下的电压给定值;
将所述离网供电***在初始时刻的积分系数与所述离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为所述离网供电***在所述第二工作区间下的积分系数。
7.根据权利要求3所述的离网供电***的控制方法,其特征在于,所述确定所述离网供电***在所述工作区间下的电压给定值和积分系数,包括:
当所述离网供电***的工作区间为所述第三工作区间时:
将所述离网供电***在初始时刻的电压给定值与所述离网供电***在当前时刻的给定电压偏差值之差,作为所述离网供电***在所述第三工作区间下的电压给定值;
将所述离网供电***在初始时刻的积分系数与所述离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为所述离网供电***在所述第三工作区间下的积分系数。
9.根据权利要求1所述的离网供电***的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
采集所述变流器当前时刻的直流端口电压;
所述基于所述变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压确定控制脉冲,并输出所述控制脉冲给离网供电***,包括:
将所述变流器当前时刻的直流端口电压和所述变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压进行空间矢量脉宽调制,得到所述控制脉冲;
将所述控制脉冲输出给所述离网供电***。
10.根据权利要求3所述的离网供电***的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
当所述工作区间为所述第四工作区间时,对所述控制脉冲进行封锁,以限制所述交流端口电流。
11.一种离网供电***的控制装置,其特征在于,包括:
采集模块,用于采集所述离网供电***中变流器当前时刻的交流端口电压和交流端口电流;
第一确定模块,用于基于所述变流器当前时刻的交流端口电压,并利用dq变换确定所述变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压;
第二确定模块,用于基于所述变流器当前时刻交流端口电流,并利用dq变换确定所述离网供电***的工作区间;
第三确定模块,用于根据所述变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压和所述工作区间确定控制脉冲并输出给所述离网供电***;
所述第三确定模块用于:
确定所述离网供电***在所述工作区间下的电压给定值和积分系数;
基于所述变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压、所述离网供电***在所述工作区间下的电压给定值和积分系数,确定所述变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压;
基于所述变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压确定控制脉冲,并输出所述控制脉冲给离网供电***;
所述第二确定模块用于:
基于所述变流器当前时刻的交流端口电流,并利用dq变换确定所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流;
根据所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流以及预设的电流阈值,确定所述离网供电***的工作区间;
所述第三确定模块用于:
求取所述离网供电***在所述工作区间下的电压给定值与所述变流器在dq坐标系下当前时刻的分量电压的差值;
基于所述离网供电***在所述工作区间下的积分系数,将所述差值进行比例积分控制,得到比例积分控制后当前时刻的d轴分量电压和q轴分量电压;
将所述比例积分控制后当前时刻的d轴分量电压和q轴分量电压进行dq/αβ变换,得到所述变流器在αβ坐标系下的分量电压。
12.根据权利要求11所述的离网供电***的控制装置,其特征在于,所述电流阈值包括第一电流值、第二电流值和第三电流值;
其中,所述第一电流值用于指示所述变流器的额定功率对应的电流;
所述第二电流值用于指示所述变流器的过载电流;
所述第三电流值用于指示所述变流器的保护动作电流。
13.根据权利要求12所述的离网供电***的控制装置,其特征在于,所述第二确定模块用于:
若所述变流器在dq坐标系当前时刻的总电流小于所述第一电流值,确定所述离网供电***的工作区间为第一工作区间;
若所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于所述第一电流值且小于所述第二电流值,确定所述离网供电***的工作区间为第二工作区间;
若所述变流器在dq坐标系下当前时刻的总电流大于所述第二电流值且小于所述第三电流值,确定所述离网供电***的工作区间为第三工作区间;
若所述变流器在dq坐标系下当前时刻的电流大于所述第三电流值,确定所述离网供电***的工作区间为第四工作区间。
14.根据权利要求13所述的离网供电***的控制装置,其特征在于,所述第三确定模块用于:
当所述离网供电***的工作区间为所述第一工作区间时:
将所述离网供电***在初始时刻的电压给定值作为所述离网供电***在所述第一工作区间下的电压给定值;
将所述离网供电***在初始时刻的积分系数作为所述离网供电***在所述第一工作区间下的积分系数。
15.根据权利要求13所述的离网供电***的控制装置,其特征在于,所述第三确定模块用于:
当所述离网供电***的工作区间为所述第二工作区间时:
将所述离网供电***在初始时刻的电压给定值作为所述离网供电***在所述第二工作区间下的电压给定值;
将所述离网供电***在初始时刻的积分系数与所述离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为所述离网供电***在所述第二工作区间下的积分系数。
17.根据权利要求13所述的离网供电***的控制装置,其特征在于,所述第三确定模块用于:
当所述离网供电***的工作区间为所述第三工作区间时:
将所述离网供电***在初始时刻的电压给定值与所述离网供电***在当前时刻的给定电压偏差值之差,作为所述离网供电***在所述第三工作区间下的电压给定值;
将所述离网供电***在初始时刻的积分系数与所述离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值的之差,作为所述离网供电***在所述第三工作区间下的积分系数。
18.根据权利要求17所述的离网供电***的控制装置,其特征在于,所述第三确定模块按下式确定所述离网供电***在当前时刻的给定电压偏差值:
所述第三确定模块按下式确定所述离网供电***在当前时刻的给定积分系数偏差值:
19.根据权利要求11所述的离网供电***的控制装置,其特征在于,所述控制装置还包括采集模块,所述采集模块用于采集所述变流器当前时刻的直流端口电压;
所述第三确定模块用于:
将所述变流器当前时刻的直流端口电压和所述变流器在αβ坐标系下当前时刻的分量电压进行空间矢量脉宽调制,得到所述控制脉冲;
将所述控制脉冲输出给所述离网供电***。
20.根据权利要求13所述的离网供电***的控制装置,其特征在于,所述第三确定模块用于:
当所述工作区间为所述第四工作区间时,对所述控制脉冲进行封锁,以限制所述交流端口电流。
21.一种计算机设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器;
存储器,用于存储一个或多个程序;
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,实现如权利要求1至10中任一项所述的控制方法。
22.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如权利要求1至10中任一项所述的控制方法。
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