无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法及系统

本发明属于电力电子，主要涉及一种无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法及系统。

背景技术：

1、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。

2、三相并网变换器广泛应用于新能源发电和储能系统中，其中构网型并网变换器因其具备电压和频率调节能力而受到广泛关注，同时构网型并网技术可以为电网提供诸如惯量、阻尼等电网辅助性服务。

3、传统的构网型并网技术启动过程中需要使用锁相环采集公共耦合点(pcc,pointofcommoncoupling)处的电压，并提取其幅值和相位以实现并网。此外，构网型变换器需要采集并控制交流电容电压。由此，三相构网型变换器至少需要六个交流电压传感器，不可避免的增加了并网变换器系统的体积、成本和重量。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法及系统，其能够在构网型变换器接入电网前，通过构造的相位代替锁相环稳定生成电网电压相位，去除公共耦合点处电压传感器，相比传统的构网型并网技术节省至少三个电压传感器，简化系统结构，降低系统成本、体积和重量，具有实现简单的优点。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供一种无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法。

4、无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法，应用在三相交流继电器闭合状态下，包括：

5、对锁相环采样的三相电容电压相位进行坐标变换，得到第一相位；

6、响应于第一pwm脉冲信号的控制，引入参考相位，将参考相位与第一相位的差值经过负反馈调节，得到第二相位；

7、响应于第二pwm脉冲信号的控制，将参考相位与第二相位的差值进行取模运算，得到第三相位，以此代替锁相环的相位进行系统的坐标变换。

8、进一步地，所述得到第三相位的过程还包括：

9、响应于第三pwm脉冲信号的控制，引入有功相位，将有功相位加参考相位减第二相位的相位值，进行取模运算，得到第三相位。

10、进一步地，所述第三pwm脉冲信号为：控制pwm波发生器的脉冲宽度调制波生成器开关、控制是否选择第二相位的控制开关、控制是否选择第三相位的选择坐标变换相位来源开关以及控制是否选择引入有功相位的有功功率控制器开关均闭合。(其中，需要详细说明的是，第二相位的控制开关控制信号置1的时候，保持输入的相位差值不变；第二相位的控制开关控制信号置0的时候，相位差值跟随输入信号的变化而变化。)

11、进一步地，所述第一pwm脉冲信号为：控制pwm波发生器的脉冲宽度调制波生成器开关、控制是否选择第二相位的控制开关以及控制是否选择第三相位的选择坐标变换相位来源开关均断开；

12、进一步地，所述第一pwm脉冲信号为：控制pwm波发生器的脉冲宽度调制波生成器开关、控制是否选择第二相位的控制开关、控制是否选择第三相位的选择坐标变换相位来源开关以及控制是否选择引入有功相位的有功功率控制器开关均断开。

13、进一步地，所述第二pwm脉冲信号为：控制pwm波发生器的脉冲宽度调制波生成器开关断开，控制是否选择第二相位的控制开关以及控制是否选择第三相位的选择坐标变换相位来源开关均闭合；

14、进一步地，所述第二pwm脉冲信号为：控制pwm波发生器的脉冲宽度调制波生成器开关以及控制是否选择引入有功相位的有功功率控制器开关均断开，控制是否选择第二相位的控制开关以及控制是否选择第三相位的选择坐标变换相位来源开关均闭合。

15、进一步地，在得到锁相环采样的三相电容电压相位之前包括：控制pwm波发生器的脉冲宽度调制波生成器开关断开，闭合交流继电器，将电网电压加到三相电容上，给电容充电一段时间后，此时锁相环锁相电容电压相当于锁相电网电压。

16、进一步地，所述对锁相环采样的三相电容电压相位进行坐标变换的过程在无pwm脉冲信号的控制下完成。(其中，需要详细说明的是，获取第一相位的坐标变换不是传统意义下的坐标变换，锁相环一般在内部对2π取模输出用于系统坐标变换的相位，第一相位是未对2π取模前的值。)

17、本发明的第二个方面提供一种无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制系统。

18、无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制系统，包括：

19、坐标变换模块，其被配置为：对锁相环采样的三相电容电压相位进行坐标变换，得到第一相位；

20、第一pwm控制模块，其被配置为：响应于第一pwm脉冲信号的控制，引入参考相位，将参考相位与第一相位的差值经过负反馈调节，得到第二相位；

21、第二pwm控制模块，其被配置为：响应于第二pwm脉冲信号的控制，将参考相位与第二相位的差值进行取模运算，得到第三相位，以此代替锁相环的相位进行系统的坐标变换。

22、本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。

23、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法中的步骤。

24、本发明的第四个方面提供一种计算机设备。

25、一种计算机设备，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如上述第一个方面所述的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法中的步骤。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、本发明能够在构网型变换器接入电网前，通过构造的相位代替锁相环稳定生成电网电压相位，去除公共耦合点处电压传感器，相比传统的构网型并网技术节省至少三个电压传感器，简化系统结构，降低了计算量，具有通用性。

28、本发明中的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法及系统，通过构造的相位代替锁相环的相位对电网进行控制，仅需三个电压传感器模块即可实现滤波电容电压的锁相和控制，能极大地降低系统成本、简化系统结构，减小系统体积和重量。

技术特征：

1.无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法，其特征在于，应用在三相交流继电器闭合状态下，包括：

2.根据权利要求1所述的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法，其特征在于，所述得到第三相位的过程还包括：

3.根据权利要求2所述的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法，其特征在于，所述第三pwm脉冲信号为：控制pwm波发生器的脉冲宽度调制波生成器开关、控制是否选择第二相位的控制开关、控制是否选择第三相位的选择坐标变换相位来源开关以及控制是否选择引入有功相位的有功功率控制器开关均闭合。

4.根据权利要求1或2所述的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法，其特征在于，所述第一pwm脉冲信号为：控制pwm波发生器的脉冲宽度调制波生成器开关、控制是否选择第二相位的控制开关以及控制是否选择第三相位的选择坐标变换相位来源开关均断开；

5.根据权利要求1或2所述的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法，其特征在于，所述第二pwm脉冲信号为：控制pwm波发生器的脉冲宽度调制波生成器开关断开，控制是否选择第二相位的控制开关以及控制是否选择第三相位的选择坐标变换相位来源开关均闭合；

6.根据权利要求1所述的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法，其特征在于，在得到锁相环采样的三相电容电压相位之前包括：控制pwm波发生器的脉冲宽度调制波生成器开关断开，闭合交流继电器，将电网电压加到三相电容上，给电容充电一段时间后，此时锁相环锁相电容电压相当于锁相电网电压。

7.根据权利要求1所述的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法，其特征在于，所述对锁相环采样的三相电容电压相位进行坐标变换的过程在无pwm脉冲信号的控制下完成。

8.无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法中的步骤。

10.一种计算机设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法中的步骤。

技术总结
本发明属于电力电子技术领域，提供了一种无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法及系统。该方法包括，无网侧电压传感器的构网型变换器并网控制方法，应用在三相交流继电器闭合状态下，包括：对锁相环采样的三相电容电压相位进行坐标变换，得到第一相位；响应于第一PWM脉冲信号的控制，引入参考相位，将参考相位与第一相位的差值经过负反馈调节，得到第二相位；响应于第二PWM脉冲信号的控制，将参考相位与第二相位的差值进行取模运算，得到第三相位，以此代替锁相环的相位进行系统的坐标变换。

技术研发人员：方旌扬,李文睿,司文佳,许涛,高峰
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14