一種電力電子轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)行模式超高速切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力電子轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)行模式超高速切換方法，屬于電能質(zhì)量改善技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著分布式發(fā)電的快速發(fā)展以及各種電力電子轉(zhuǎn)換裝置大量接入電網(wǎng)，調(diào)度機(jī)構(gòu)對(duì)電力電子轉(zhuǎn)換裝置的功能提出了更多更高的要求，要求能夠以同一硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同疊加的功能，例如諧波治理、無功補(bǔ)償、并網(wǎng)發(fā)電以及并網(wǎng)充電等功能。申請(qǐng)?zhí)枮?01410500605.7的中國(guó)專利申請(qǐng)文件中公開了一種電能質(zhì)量自適應(yīng)調(diào)節(jié)的光伏并網(wǎng)逆變器，根據(jù)實(shí)際檢測(cè)的信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過電容器或者電感器向電網(wǎng)注入諧波分量或者無功電流分量，起到自動(dòng)改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的功能。該逆變器能夠同時(shí)進(jìn)行諧波治理和無功補(bǔ)償?shù)裙δ?，但是這個(gè)逆變器雖然可以集多種功能于一體，但是各個(gè)功能之間是獨(dú)立的，功能之間的切換是生硬的，是在一種功能結(jié)束后才開始另外一個(gè)功能。所以功能之間的切換存在過渡狀態(tài)難以消除、轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)并伴隨沖擊等問題，其處理過程大多為收到切換指令后進(jìn)行新運(yùn)行模式的重新調(diào)整，在此過程中需要重新匹配新運(yùn)行模式的各種控制參數(shù)，待各種參數(shù)與當(dāng)前運(yùn)行工況匹配后重新使系統(tǒng)達(dá)到新的平衡，轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)，例如當(dāng)前儲(chǔ)能變流器由并網(wǎng)放電狀態(tài)切換到并網(wǎng)充電狀態(tài)時(shí)，從并網(wǎng)放電到并網(wǎng)充電大概需要20ms左右，從開始充電到滿功率充電大概需要10ms左右，占用了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種電力電子轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)行模式超高速切換方法，用以解決現(xiàn)有的電力電子轉(zhuǎn)換裝置在模式切換時(shí)占用時(shí)間過長(zhǎng)的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種電力電子轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)行模式超高速切換方法，電力電子轉(zhuǎn)換裝置具有N個(gè)運(yùn)行模式，在其中一個(gè)模式下，給定量為該控制模式的給定值，反饋量為各種運(yùn)行模式的控制疊加量之和，以所述給定量與反饋量之差為控制量進(jìn)行控制；所述各種運(yùn)行模式的控制疊加量為對(duì)應(yīng)的各種運(yùn)行模式的反饋值；所述各種運(yùn)行模式為所述N個(gè)運(yùn)行模式中，不與該運(yùn)行模式相悖的各種運(yùn)行模式。
[0005]所述各種運(yùn)行模式至少包括諧波治理模式、無功補(bǔ)償模式和并網(wǎng)發(fā)電模式中的任意兩個(gè)。
[0006]所述各種運(yùn)行模式至少包括諧波治理模式、無功補(bǔ)償模式和并網(wǎng)充電模式中的任意兩個(gè)。
[0007]所述各種運(yùn)行模式為諧波治理模式、無功補(bǔ)償模式和并網(wǎng)充電模式，在諧波治理模式下，給定量為該諧波治理模式的給定值，反饋量為所述諧波治理模式、無功補(bǔ)償模式和并網(wǎng)充電模式的控制疊加量之和，以所述給定量與反饋量之差為控制量進(jìn)行控制；所述控制疊加量為所述諧波治理模式、無功補(bǔ)償模式和并網(wǎng)充電模式的反饋值。
[0008]所述電力電子轉(zhuǎn)換裝置包括一個(gè)三相全橋電路，每相包括上橋臂和下橋臂，每相中的每個(gè)橋臂上均串聯(lián)有兩個(gè)開關(guān)管；A相中的上橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管之間的連接點(diǎn)與A相中的下橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管之間的連接點(diǎn)之間連接有第一二極管支路，B相中的上橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管之間的連接點(diǎn)與B相中的下橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管之間的連接點(diǎn)之間連接有第二二極管支路，C相中的上橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管之間的連接點(diǎn)與C相中的下橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管之間的連接點(diǎn)之間連接有第三二極管支路，所述第一二極管支路、第二二極管支路和第三二極管支路上均串接有兩個(gè)二極管；所述三相全橋電路的直流母線之間連接有一個(gè)由兩個(gè)電容串接構(gòu)成的電容支路，所述第一二極管支路中的兩個(gè)二極管之間的連接點(diǎn)、所述第二二極管支路中的兩個(gè)二極管之間的連接點(diǎn)和所述第三二極管支路中的兩個(gè)二極管之間的連接點(diǎn)均與所述兩個(gè)電容之間的連接點(diǎn)連接。
[0009]所述開關(guān)管均為IGBT。
[0010]本發(fā)明提供的電力電子轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)行模式超高速切換方法中，不管電力電子轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)行在哪種模式，在該運(yùn)行模式下，給定量為該控制模式的給定值，反饋量為各種運(yùn)行模式的控制疊加量之和，以給定量與反饋量之差為控制量進(jìn)行控制，這里各種運(yùn)行模式的控制疊加量為對(duì)應(yīng)的各種運(yùn)行模式的反饋值；而各種運(yùn)行模式為不與該運(yùn)行模式相悼的各種運(yùn)行模式。這樣，各種運(yùn)行模式都處于熱備狀態(tài)，當(dāng)電力電子轉(zhuǎn)換裝置由一種運(yùn)行模式切換到另一種運(yùn)行模式下時(shí)，撤銷之前運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的給定值，投入另一種運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的給定值。這種方法無需重新進(jìn)行模式的平衡調(diào)整，可直接運(yùn)行于目標(biāo)模式，使電力電子轉(zhuǎn)換裝置能夠根據(jù)系統(tǒng)需求快速切換各種工作模式，有效縮短模式切換時(shí)間，根據(jù)當(dāng)前工況進(jìn)行快速反應(yīng)，真正實(shí)現(xiàn)電力電子轉(zhuǎn)換裝置的即插即用。
[0011]而且，縮短各個(gè)模式之間的切換時(shí)間，能夠減少模式切換帶來的沖擊，保證了電力電子轉(zhuǎn)換裝置的良好運(yùn)行，增加了其使用壽命，同時(shí)，保證了電網(wǎng)的正常運(yùn)行。
【附圖說明】
[0012]圖1為電力電子轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用場(chǎng)景示意圖；
[0013]圖2為一種電力電子轉(zhuǎn)換裝置的拓?fù)鋱D；
[0014]圖3為電力電子轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)行模式超高速切換方法控制原理圖；
[0015]圖4-1為現(xiàn)有技術(shù)中的由并網(wǎng)發(fā)電模式切換為諧波治理模式時(shí)，系統(tǒng)電流變化波形圖；
[0016]圖4-2為現(xiàn)有技術(shù)中的由并網(wǎng)發(fā)電模式切換為諧波治理模式時(shí)，電力電子轉(zhuǎn)換裝置電流波形圖；
[0017]圖5-1為熱備狀態(tài)下由并網(wǎng)發(fā)電模式切換為諧波治理模式時(shí)，系統(tǒng)電流變化波形圖；
[0018]圖5-2為熱備狀態(tài)下由并網(wǎng)發(fā)電模式切換為諧波治理模式時(shí)，電力電子轉(zhuǎn)換裝置電流波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0020]如圖1所示，電力電子轉(zhuǎn)換裝置包括采樣電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和功率單元拓?fù)?，采樣電路采集電網(wǎng)線路上的參數(shù)信息，并將采集到的參數(shù)信息傳輸給控制電路，控制電路進(jìn)行相應(yīng)地控制，并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)接收到的控制信號(hào)生成相應(yīng)的控制PffM波，功率單元拓?fù)涓鶕?jù)PffM波進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的模式的控制或者轉(zhuǎn)換。當(dāng)系統(tǒng)中存在無功缺額或者諧波含量時(shí)，電力電子轉(zhuǎn)換裝置可以不同運(yùn)行模式對(duì)系統(tǒng)電能質(zhì)量進(jìn)行治理，或者僅對(duì)系統(tǒng)輸送功率。電力電子轉(zhuǎn)換裝置的拓?fù)浞N類繁多，本實(shí)施例中，給出一種典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即三電平拓?fù)?，如圖2所示，該電力電子轉(zhuǎn)換裝置包括一個(gè)三相全橋電路，每相包括上橋臂和下橋臂，每相中的每個(gè)橋臂上均串聯(lián)兩個(gè)開關(guān)管(本實(shí)施例以IGBT為例)；A相中的上橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管Sal、Sa2之間的連接點(diǎn)與A相中的下橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管Sa3、Sa4之間的連接點(diǎn)之間連接有第一二極管支路，B相中的上橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管Sbl、Sb2之間的連接點(diǎn)與B相中的下橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管Sb3、Sb4之間的連接點(diǎn)之間連接有第二二極管支路，C相中的上橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管1、\2之間的連接點(diǎn)與C相中的下橋臂中的兩個(gè)開關(guān)管13、Srf之間的連接點(diǎn)之間連接有第三二極管支路，第一二極管支路、第二二極管支路和第三二極管支路上均串接有兩個(gè)二極管。該三相全橋電路的直流母線之間連接有一個(gè)由兩個(gè)電容串接構(gòu)