CN114024315B - 一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法及***,包括:通过外电压环控制生成控制参考电流;直流母线上的本地直流电压经过纹波抑制路径生成纹波基准电流;其中,所述纹波抑制路径包括带通滤波器和虚拟电阻;带通滤波器用于实现在稳态和瞬态过程中的纹波均流,虚拟电阻用于保证纹波电流均流的效果;所述控制参考电流和纹波基准电流进入内部电流控制器,输出用于控制变流器开关管的控制信号,实现变流器纹波均流控制。本发明控制方法能够同时适用于dc‑APF或者基于SC的ESS中的BDC中,实现适当纹波电流均流的控制方案,具有广阔的工程应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及电力***运行控制技术领域,尤其涉及一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法及***。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
交直流混合微电网已被公认为是现代电网中集成各种交直流分布式能源和负载的有效的解决方案。交直流混合微电网分为交流子网络和直流子网络,可以灵活组织交流和直流的电源或负载,减少功率转换并提高效率。然而,由于电力电子设备的高度渗透和电力转换的多样性,在单相微电网或不平衡三相微电网中,直流子电网的二次纹波会导致严重的电能质量问题,甚至出现故障并缩短寿命。直流总线上的二次纹波是由有功功率波动引起的。使用多个互连转换器(ILC)并联可以共享纹波电流,抑制有功功率的二次分量从而降低电流应力并获得可接受的交流和直流电能质量。当ILC的容量不足以很好地处理纹波时,有必要安装dc-dc转换器来处理二次纹波。
半桥双向dc-dc变流器(BDC)可用于抑制直流子网络中的二次纹波。然而,单个dc-dc转换器的容量可能不足以抑制纹波,需要分布式补偿。此外,转换器还应确保整个直流子网络的直流电压质量,所以需要多个dc-dc转换器共享纹波电流。但是,现有技术并未考虑多个dc-dc变流器的纹波电流的共享、分配与抑制问题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法及***,能够同时适用于直流有源电力滤波器(dc-APF)和基于超级电容器(SC)的储能***(ESS),实现适当纹波电流均流,有效抑制交直流混合微电网直流子电网的二次纹波。
在一些实施方式中,采用如下技术方案:
一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法,包括:
通过外电压环控制生成控制参考电流;
直流母线上的本地直流电压经过纹波抑制路径生成纹波基准电流;其中,所述纹波抑制路径包括带通滤波器和虚拟电阻;所述带通滤波器用于实现在稳态和瞬态过程中的纹波均流,所述虚拟电阻用于保证纹波电流均流的效果;
所述控制参考电流和纹波基准电流进入内部电流控制器,输出用于控制变流器开关管的控制信号,实现变流器纹波均流控制。
作为进一步地方案,所述内部电流控制器为加入了谐振控制器的比例积分控制器。
作为进一步地方案,所述带通滤波器的品质因数的下限由所有参与纹波抑制的变流器的最低开关频率决定,所有参与纹波抑制的变流器中使用相同的带通滤波器品质因数。
作为进一步地方案,所述虚拟电阻具体为:
其中,γ是直流母线上的最大纹波系数,VDC为直流母线上的本地直流电压,P是BDC的额定功率,η是功率利用率系数。
作为进一步地方案,对于基于超级电容器的储能***,外电压环采用SOC控制或电力调度命令控制,生成电流控制参考的直流分量;对于直流有源电力滤波器,外电压环具体为:低压侧电容电压经过电容电压控制生成电流控制参考的直流分量。
作为进一步地方案,所述纹波抑制路径还包括参与因子,所述参与因子用于允许监督器能够调整每个变流器的补偿力度。
在另一些实施方式中,采用如下技术方案:
一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制***,包括:
外电压环控制模块,用于通过外电压环控制生成控制参考电流;
纹波抑制模块,用于将直流母线上的本地直流电压经过纹波抑制路径生成纹波基准电流;其中,所述纹波抑制路径包括带通滤波器和虚拟电阻;所述带通滤波器用于实现在稳态和瞬态过程中的纹波均流,所述虚拟电阻用于保证纹波电流均流的效果;
纹波均流控制模块,用于将所述控制参考电流和纹波基准电流进入内部电流控制器,输出用于控制变流器开关管的控制信号,实现变流器纹波均流控制。
在另一些实施方式中,采用如下技术方案:
一种终端设备,其包括处理器和存储器,处理器用于实现各指令;存储器用于存储多条指令,所述指令适于由处理器加载并执行上述的基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法。
在另一些实施方式中,采用如下技术方案:
一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明控制方法能够同时适用于dc-APF或者基于SC的ESS中的BDC中,实现适当纹波电流均流的控制方案,具有广阔的工程应用前景。
本发明通过纹波控制器,将BDC控制为虚拟电阻,吸收谐波电流,实现均流控制;对于紧密安装的BDC,可以实现自动精确的纹波电流分配,从而实现纹波抑制转换器的灵活并联。
本发明通过综合参数设计,能够确保紧密安装的BDC的精确共享。
对于具有显著线路阻抗的直流子网络,本发明控制方案为管理控制提供了机会,以进一步增强纹波电流共享和抑制性能。
本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本方面的实践了解到。
附图说明
图1和图2分别是本发明实施例中纹波均流的BDC控制策略示意图;
图3是本发明实施例中在直流子网络中安装具有基于虚拟电阻的纹波补偿的BDC时的等效电路图;
图4是本发明实施例中内部电流控制环的传递函数模示意图;
图5是本发明实施例中不同品质因数带通滤波器的时域响应图;
图6是本发明实施例中使用低压侧电压控制器时,整个***的传递函数示意图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
在一个或多个实施方式中,公开了一种基于虚拟电阻的纹波均流控制方法,能够有效抑制交直流混合微电网直流子电网的二次纹波。本实施例的控制方案针对dc-APF或基于SC的ESS中的半桥双向dc-dc变流器(以下简称BDC),既能适用于两种情况又能实现适当纹波电流均流。虚拟电阻器可根据BDC的额定功率设计。为了协调波纹控制器和直流元件控制器,本实施例提出了详细的控制参数设计方法,还研究了瞬态纹波均流特性。对于紧密安装的BDC,可以在瞬态或稳态下适当实现自主纹波电流均流。具有广阔的工程应用前景。
具体地,基于虚拟电阻的纹波均流控制方法包括如下步骤:
一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法,其特征在于,包括:
通过外电压环控制生成控制参考电流;
直流母线上的本地直流电压经过纹波抑制路径生成纹波基准电流;其中,所述纹波抑制路径包括带通滤波器和虚拟电阻;所述带通滤波器用于实现在稳态和瞬态过程中的纹波均流,所述虚拟电阻用于保证纹波电流均流的效果;
所述控制参考电流和纹波基准电流进入内部电流控制器,输出用于控制变流器开关管的控制信号,实现变流器纹波均流控制。
本实施例中,结合图1-图2,L、C为接地保护电感和电容;r为电感的寄生电阻。VDCbus为直流母线上的本地直流电压。VC为低压侧电容上的电压。
为了确保半桥转换器的正常工作,两个电源开关的门控信号总是互补的。本实施例采用内部电流控制器来调节直流和二次控制信号。其中,直流信号为低压侧电容直流电流,参考量为IDCref;二次控制信号为纹波电流,参考值为Ihref。
本实施例中,考虑到BDC需要吸收从直流总线到其低压侧电容或SC的纹波电流,在其内部电流控制环路中需要高带宽电流控制器。因此,将谐振控制器(RSC)加入到比例积分(PI)控制器中,作为内部电流控制器。
对于外电压环,在不同的控制器下可以使用不同的方案。比如:
参照图1,对于直流有源电力滤波器,外电压环具体为:低压侧电容电压经过电容电压控制生成电流控制参考的直流分量。
参照图2,对于基于超级电容器的储能***,外电压环采用SOC控制或电力调度命令控制,生成电流控制参考的直流分量。
与直流外环并联的纹波抑制路径(纹波控制器)由带通滤波器和虚拟电阻组成,用于产生纹波电流基准。另外,纹波抑制路径中的参与因子(PF)允许监督器在必要时调整每个BDC的补偿工作。
内部电流控制器确保BDC的正常运行,而纹波抑制路径使纹波电流能够从直流总线流向BDC的低压侧。
谐波频率下的等效电路如图3所示。当交流子网络出现谐波失真或不平衡情况时,低阶电流谐波Ihs由ILC注入。此外,分布式谐波源如其他位置的ILC或单相交流负载的dc-ac转换器,也可以向直流子网络注入振荡有功功率。
这些谐波电流由电容器组、BDC和其他直流负载/电源共享。因此,BDC可以被控制为吸收谐波电流的小电阻器,这可以通过在BDC控制策略中添加与外环电压控制并联的选定谐波频率的虚拟电阻器来实现。因此,纹波补偿信号被添加到内部电流环路的电流控制基准中。有了纹波控制器,BDC将充当二次虚拟电阻。
理想情况下,当多个BDC连接到直流子网络时(BDC之间的线路阻抗可以忽略),纹波电流可以由BDC适当分流,其抑制效果应与额定功率成比例。
BCD的虚拟电阻设置成与它们自己的额定功率成反比。两种不同BDC的最大谐波电流幅值Ih_max1、Ih_max2和电压幅值Vh_max1、Vh_max2满足:
其中,Rh1、Rh2…Rhn为每个BDC虚拟阻抗的值。纹波电流均流的效果是由虚拟电阻决定的,谐波频率下的虚拟电阻可通过下式计算:
其中,γ是直流母线上可能的最大纹波系数,VDC为直流母线上的本地直流电压,P是BDCs、的额定功率,η是功率利用率系数。当BDC专门用于抑制纹波时,η可取0.8–0.9。将功率利用率系数设置为1以下,可使BDC使用其部分额定功率来平衡平均电容电压。当纹波抑制作为辅助功能添加时,η可以根据BDCs的可用额定功率进行更改。
在实际中,微电网的服务区域一般根据其母线电压和额定功率进行限制。直流母线选用的电缆一般保证远端直流电压降在3%以内。因此,电缆电阻的影响是可以忽略的。然而,对于二次纹波,电感可以发挥重要作用,因为电缆的X/R比例通常高于1。在二阶中,当不同节点Lnode之间的距离小于Lmax时,线路电感只能忽略不计,Lmax定义为:
其中,RL/XL为一阶电缆的R/X比,LLine为直流总线的总长度。
当距离大于Lmax时,分布线路阻抗会影响纹波电流的分布。主要有两部分影响:
首先,线路阻抗可以与虚拟电阻相加,改变纹波电流的幅度和相角。同时,纹波补偿的关键是确保纹波抑制BDC的虚拟电阻较低,并吸收纹波电流,避免纹波电流流经负载电容、负载或其他没有纹波抑制功能的BDC。因此,如果虚拟电阻满足以下条件,则可以确保纹波抑制性能:
Rhn<<ZCn//RLn
其中,ZCn为分布式电容的阻抗,RLn为分布式负荷的电阻。
其次,BDC之间线路阻抗上的电压降会导致不均匀的纹波均流。对于仅执行局部测量的自主控制***,很难实现精确的纹波共享,因为压降由线路阻抗和变化的电流决定。如上所述,远离谐波源的BDC贡献较小。但仍有可能改变波纹缓解措施,以进一步优化波纹缓解。
为了实现这一点,可以在纹波抑制环路中添加一个功率因数(即参与因子(PF)),其默认值为1,同时允许监督器在必要时采用其值。
为了实现适当的纹波均流,BDC应具有类似的瞬态响应和精确的谐波提取。这需要为每个控制器进行适当的参数设计。在接下来的部分中,将详细说明具体的控制方案和设计方法。
对于内部电流控制器:
考虑到BDC需要吸收从直流总线到其低压侧电容或SC的纹波电流,在其内部电流控制环路中需要高带宽电流控制器。因此,将谐振控制器(RSC)加入到比例积分(PI)控制器中,其在连续时域中的传递函数为
其中,ωh为纹波频率,KP、KI与KRSC为控制增益。
具有***模型的内环可以如图4所示。要设计上式中定义的内环控制器,可以首先关注内部电流环路的直流控制。在这种情况下,内部电流控制器应该将电流控制回路调整为I型***。预期的第一类***为:
内部电流回路中的设备开环传递函数可表示为:
其中
Td是由脉宽调制引起的时间延迟。所以
其中,fs为开关频率。
增加一个PI控制器来调节***,然后传递函数变成:
在这里,比例积分控制器的时间常数被调谐以消除由电感器和电阻器引起的长时间常数,比例积分控制器中的参数可以基于预期增益K1来计算:
然后,比例增益可以计算为:
由于比例增益已被选择用于直流调节,因此只有RSC的谐振增益可以改变,以实现稳定性和零稳态误差。为此,可以使用以下谐波控制器:
为了保持PI控制器的性能,整个内环的交叉频率预计保持不变。因此,交越频率ωc应该与Hinner(s)相同。对于谐振控制器,存在以下关系:
其中,
此外,KP为比例积分控制器中的比例增益。结合直流控制部分和RSC,内环控制器可表示为:
设计的控制参数KRSC应为10。即使在PI控制器中加入了RSC控制器,***也具有相同的交越频率和相似的相位裕量。结果,增加了二次谐波控制能力,而不影响预期的电流控制动态。
对于纹波抑制路径中的带通滤波器设计和瞬态性能匹配:
为了确保稳态和瞬态过程中的纹波均流,必须在并联的BDC之间以相似的瞬态精确提取纹波。一个简单的解决方案是使用带通滤波器,其定义如下:
其中,ωh为纹波频率,Q是品质因数。Q与滤波器的预期带宽有关。它可以计算为:
其中,Δf是上截止频率和下截止频率之差,fcenter是滤波器的中心频率。
在二次纹波抑制控制中,中心频率是二次纹波的频率,与交流母线频率有关。57–62赫兹以下的分布式能源需要连续运行。该频率范围也可应用于交直流混合微电网,因此,二次纹波消除器应能消除114–124赫兹的纹波。因此,Δf为10赫兹,fcenter可设置为119赫兹。相应地,Q应该小于11.9。同时,品质因数也与带通滤波器的瞬态响应有关。将g(t)中定义的正弦单位阶跃信号应用于Gbp(s)中定义的带通滤波器,时域响应c(t)可以表示为:
g(t)=sin(ωht)·u(t)
所以,带通滤波器的响应最终将等于其输入。但在瞬态过程中,输出信号会出现瞬态误差,并以指数函数形式衰减。c(t)中的误差部分可以改写为:
e(t)=-N0·e-λt
对于指数衰减函数,e(t)的时间常数τbp为:
根据c(t)可以计算出时间常数为:
由于纹波频率ωh已知,可以通过改变品质因数Q来调整时间常数。为了更好地说明Q的影响,图5显示了c(t)中的响应,其中使用了不同的品质因数。可以看出,瞬态响应通过降低Q而加快。所以,除了内部电流环路控制,带通滤波器中的品质因数Q也有助于纹波均流控制的动态特性。
为了在瞬变期间实现精确的均流,BDC对于虚拟电阻环路和内部电流环路应具有相似的时间常数。如所讨论的,内部电流回路(包括转换器和电流控制器)被调谐为一类***,其时间常数被调谐为两个开关周期。那么,总时间常数是:
如果带通滤波器的时间常数比内环时间常数大十倍(Q/πfh>>2/fs),可以简单地忽略内环,在这些转换器中使用相同的Q来确保瞬态响应。在这种情况下,质量因素应满足:
在实际中,微电网中的dc-dc转换器通常能够满足这一标准。因此,在并联的BDCs中使用相同的品质因数可确保瞬态共享精度,并且应满足二次纹波抑制的品质因数范围:
其中fs1和fs2是并联BDC的开关频率。Q的下限由所有参与纹波抑制的BDC的最低开关频率决定。
对于纹波抑制路径中的虚拟电阻设计和稳定性检查
当虚拟电阻应用于***时,需要检查其稳定性。可变虚拟电阻器的影响可以通过定义为:
其中,Cdc为直流母线上电容的大小。当虚拟电阻减小时,***增益以相反的相位角增加,这表明抑制二次纹波的能力更强。在不同的Rh下,交越频率也会发生变化。然而,相位裕量一直高于90°。因此,利用调谐良好的内环,很容易应用合理的Rh来获得稳定的***来进行纹波抑制。
对于dc-APF的外电容电压环:
不同的控制方案可用作不同BDC的直流外环。对于基于SC的ESS***,电流控制参考的直流分量由SOC控制或电力调度命令决定。生成的电流控制参考可以直接应用于内部电流环路。如果BDC是dc-APF,则必须控制低压侧电容,因为不能使用任何能源来箝位电压。必须增加一个电容器电压调节器,以确保其低压侧电容器具有适当的电压,如图6所示。
在图6中,PI控制器用于调节电容器上的电压,其输出被馈送到内环作为电流控制参考。电容器电压可以在启动过程中借助于该控制器来建立。在运行期间电压保持稳定的情况下,控制器的输出仅用于补偿BDC的损耗。在稳定状态下,只会产生一个小的直流参考电流。
增加低压侧电压控制器后,能补偿***为II型***。通过忽略内部电流回路中的二阶谐振控制器,并专注于直流分量控制,此时的内部回路将被视为一阶惯性元件。然后,内环传递函数变为:
电容电压环路的开环传递函数可以写成:
预期***的表达式为:
其中,τ2是外环的预期时间常数。
外环必须比内环慢。此外,在这种情况下,必须考虑控制带宽的约束。外环的交越频率应小于纹波频率。否则,电容电压控制器将衰减其自身电容上的电压纹波,导致直流总线上的纹波补偿失败。外环的时间常数可以设置为内环的n倍,然后它必须满足:
然后,K2可以取值为
然后,外环控制器增益可以计算如下
本实施例提出的基于虚拟电阻的纹波均流控制方案,能够有效抑制交直流混合微电网直流子电网的二次纹波。该控制方案针对dc-APF或基于SC的ESS中的BDC,既能适用于两种情况又能实现适当纹波电流均流。虚拟电阻器可根据BDC的额定功率设计。为了协调波纹控制器和直流元件控制器,本实施例提出了详细的控制参数设计方法。对于紧密安装的BDC,可以在瞬态或稳态下适当实现自主纹波电流均流。
本实施例方案可广泛运用于电力***运行控制场合,具有广阔的工程应用前景。
实施例二
在一个或多个实施方式中,公开了一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制***,包括:
外电压环控制模块,用于通过外电压环控制生成控制参考电流;
纹波抑制模块,用于将直流母线上的本地直流电压经过纹波抑制路径生成纹波基准电流;其中,所述纹波抑制路径包括带通滤波器和虚拟电阻;所述带通滤波器用于实现在稳态和瞬态过程中的纹波均流,所述虚拟电阻用于保证纹波电流均流的效果;
纹波均流控制模块,用于将所述控制参考电流和纹波基准电流进入内部电流控制器,输出用于控制变流器开关管的控制信号,实现变流器纹波均流控制。
其中,虚拟电阻具体为:
其中,γ是直流母线上的最大纹波系数,VDC为直流母线上的本地直流电压,P是BDC的额定功率,η是功率利用率系数。
需要说明的是,上述模块的具体实现过程已经在实施例一中进行了说明,此处不再详述。
实施例三
在一个或多个实施方式中,公开了一种终端设备,包括服务器,所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现实施例一中的基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法。为了简洁,在此不再赘述。
应理解,本实施例中,处理器可以是中央处理单元CPU,处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC,现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如,存储器还可以存储设备类型的信息。
在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
实施例一中的基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器,处理器读取存储器中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复,这里不再详细描述。
在另一些实施方式中,公开了一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行实施例一中所述的基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本发明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,本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换,但这些变更、修改或者等同替换,均在发明待批的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法,其特征在于,包括:
通过外电压环控制生成控制参考电流;
直流母线上的本地直流电压经过纹波抑制路径生成纹波基准电流;其中,所述纹波抑制路径包括带通滤波器和虚拟电阻;所述带通滤波器用于实现在稳态和瞬态过程中的纹波均流,所述虚拟电阻用于保证纹波电流均流的效果;
所述虚拟电阻具体为:
其中,γ是直流母线上的最大纹波系数,VDC为直流母线上的本地直流电压,P是BDC的额定功率,η是功率利用率系数;
所述控制参考电流和纹波基准电流进入内部电流控制器,输出用于控制变流器开关管的控制信号,实现变流器纹波均流控制。
2.如权利要求1所述的一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法,其特征在于,所述内部电流控制器为加入谐振控制器的比例积分控制器。
3.如权利要求1所述的一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法,其特征在于,所述带通滤波器的品质因数的下限由所有参与纹波抑制的变流器的最低开关频率决定,所有参与纹波抑制的变流器中使用相同的带通滤波器品质因数。
4.如权利要求1所述的一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法,其特征在于,对于基于超级电容器的储能***,所述外电压环采用SOC控制或电力调度命令控制,生成电流控制参考的直流分量;
对于直流有源电力滤波器,所述外电压环具体为:低压侧电容电压经过电容电压控制生成电流控制参考的直流分量。
5.如权利要求1所述的一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法,其特征在于,所述纹波抑制路径还包括参与因子,所述参与因子用于允许监督器能够调整每个变流器的补偿力度。
6.一种基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制***,其特征在于,包括:
外电压环控制模块,用于通过外电压环控制生成控制参考电流;
纹波抑制模块,用于将直流母线上的本地直流电压经过纹波抑制路径生成纹波基准电流;其中,所述纹波抑制路径包括带通滤波器和虚拟电阻;所述带通滤波器用于实现在稳态和瞬态过程中的纹波均流,所述虚拟电阻用于保证纹波电流均流的效果;
所述虚拟电阻具体为:
其中,γ是直流母线上的最大纹波系数,VDC为直流母线上的本地直流电压,P是BDC的额定功率,η是功率利用率系数;
纹波均流控制模块,用于将所述控制参考电流和纹波基准电流进入内部电流控制器,输出用于控制变流器开关管的控制信号,实现变流器纹波均流控制。
7.一种终端设备,其包括处理器和存储器,处理器用于实现各指令;存储器用于存储多条指令,其特征在于,所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-5任一项所述的基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法。
8.一种计算机可读存储介质,其中存储有多条指令,其特征在于,所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-5任一项所述的基于虚拟电阻的变流器纹波均流控制方法。
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