一種電力電子轉(zhuǎn)換裝置運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)度機構(gòu)對電力電子轉(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)實現(xiàn)不同疊加的功能，例如諧波治理、無功補償、并網(wǎng)發(fā)電以及并網(wǎng)充電等功能。申請?zhí)枮?01410500605.7的中國專利申請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)實際檢測的信號自動調(diào)節(jié)逆變器的驅(qū)動信號，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，起到自動改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的功能。該逆變器能夠同時進(jìn)行諧波治理和無功補償?shù)裙δ?，但是這個逆變器雖然可以集多種功能于一體，但是各個功能之間是獨立的，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)換時間較長并伴隨沖擊等問題，其處理過程大多為收到切換指令后進(jìn)行新運行模式的重新調(diào)整，在此過程中需要重新匹配新運行模式的各種控制參數(shù)，待各種參數(shù)與當(dāng)前運行工況匹配后重新使系統(tǒng)達(dá)到新的平衡，轉(zhuǎn)換時間較長，例如當(dāng)前儲能變流器由并網(wǎng)放電狀態(tài)切換到并網(wǎng)充電狀態(tài)時，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)長的時間。

【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占用時間過長的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種電力電子轉(zhuǎn)換裝置運行模式超高速切換方法，電力電子轉(zhuǎn)換裝置具有N個運行模式，在其中一個模式下，給定量為該控制模式的給定值，反饋量為各種運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；所述各種運行模式的控制疊加量為對應(yīng)的各種運行模式的反饋值；所述各種運行模式為所述N個運行模式中，不與該運行模式相悖的各種運行模式。
[0005]所述各種運行模式至少包括諧波治理模式、無功補償模式和并網(wǎng)發(fā)電模式中的任意兩個。
[0006]所述各種運行模式至少包括諧波治理模式、無功補償模式和并網(wǎng)充電模式中的任意兩個。
[0007]所述各種運行模式為諧波治理模式、無功補償模式和并網(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)換裝置包括一個三相全橋電路，每相包括上橋臂和下橋臂，每相中的每個橋臂上均串聯(lián)有兩個開關(guān)管；A相中的上橋臂中的兩個開關(guān)管之間的連接點與A相中的下橋臂中的兩個開關(guān)管之間的連接點之間連接有第一二極管支路，B相中的上橋臂中的兩個開關(guān)管之間的連接點與B相中的下橋臂中的兩個開關(guān)管之間的連接點之間連接有第二二極管支路，C相中的上橋臂中的兩個開關(guān)管之間的連接點與C相中的下橋臂中的兩個開關(guān)管之間的連接點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二極管；所述三相全橋電路的直流母線之間連接有一個由兩個電容串接構(gòu)成的電容支路，所述第一二極管支路中的兩個二極管之間的連接點、所述第二二極管支路中的兩個二極管之間的連接點和所述第三二極管支路中的兩個二極管之間的連接點均與所述兩個電容之間的連接點連接。
[0009]所述開關(guān)管均為IGBT。
[0010]本發(fā)明提供的電力電子轉(zhuǎn)換裝置運行模式超高速切換方法中，不管電力電子轉(zhuǎn)換裝置運行在哪種模式，在該運行模式下，給定量為該控制模式的給定值，反饋量為各種運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，這里各種運行模式的控制疊加量為對應(yīng)的各種運行模式的反饋值；而各種運行模式為不與該運行模式相悼的各種運行模式。這樣，各種運行模式都處于熱備狀態(tài)，當(dāng)電力電子轉(zhuǎn)換裝置由一種運行模式切換到另一種運行模式下時，撤銷之前運行模式對應(yīng)的給定值，投入另一種運行模式對應(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間，根據(jù)當(dāng)前工況進(jìn)行快速反應(yīng)，真正實現(xiàn)電力電子轉(zhuǎn)換裝置的即插即用。
[0011]而且，縮短各個模式之間的切換時間，能夠減少模式切換帶來的沖擊，保證了電力電子轉(zhuǎn)換裝置的良好運行，增加了其使用壽命，同時，保證了電網(wǎng)的正常運行。
【附圖說明】
[0012]圖1為電力電子轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用場景示意圖；
[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，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，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，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，電力電子轉(zhuǎn)換裝置電流波形圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(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)動電路和功率單元拓?fù)洌蓸与娐凡杉娋W(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，驅(qū)動電路根據(jù)接收到的控制信號生成相應(yīng)的控制PffM波，功率單元拓?fù)涓鶕?jù)PffM波進(jìn)行開關(guān)動作，以實現(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，電力電子轉(zhuǎn)換裝置可以不同運行模式對系統(tǒng)電能質(zhì)量進(jìn)行治理，或者僅對系統(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)換裝置包括一個三相全橋電路，每相包括上橋臂和下橋臂，每相中的每個橋臂上均串聯(lián)兩個開關(guān)管(本實施例以IGBT為例)；A相中的上橋臂中的兩個開關(guān)管Sal、Sa2之間的連接點與A相中的下橋臂中的兩個開關(guān)管Sa3、Sa4之間的連接點之間連接有第一二極管支路，B相中的上橋臂中的兩個開關(guān)管Sbl、Sb2之間的連接點與B相中的下橋臂中的兩個開關(guān)管Sb3、Sb4之間的連接點之間連接有第二二極管支路，C相中的上橋臂中的兩個開關(guān)管1、\2之間的連接點與C相中的下橋臂中的兩個開關(guān)管13、Srf之間的連接點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二極管。該三相全橋電路的直流母線之間連接有一個由兩個電容串接構(gòu)