專利名稱：風(fēng)電場儲(chǔ)能系統(tǒng)諧波控制器及其參數(shù)整定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在風(fēng)電場輸出母線上集中配置的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，用于雙向變流器的諧波控制器及其參數(shù)整定方法，屬于風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電由于資源豐富、節(jié)能環(huán)保、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，成為新能源發(fā)電領(lǐng)域中發(fā)展的重點(diǎn)。伴隨著風(fēng)力發(fā)電穿透率的不斷增加，風(fēng)電系統(tǒng)對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響也越來越大。由于風(fēng)速的不確定性和間歇性，風(fēng)電場輸出功率波動(dòng)很大，不能穩(wěn)定、持續(xù)地輸出電能。近年來，在風(fēng)電場輸出母線上集中配置儲(chǔ)能系統(tǒng)的方法得到了廣泛應(yīng)用，可以穩(wěn)定風(fēng)電場的輸出功率。由于集中配置的儲(chǔ)能裝置是加在交流電網(wǎng)側(cè)，需要單獨(dú)為儲(chǔ)能裝置配備變流器，而變流器作為非線性負(fù)載會(huì)在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生大量諧波。同時(shí)變流器現(xiàn)在都大量使用脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)，PWM控制電路可以使電壓、電流非常接近正弦波，但是由于使用載波調(diào)制正弦信號(hào)，也產(chǎn)生了和載波有關(guān)的諧波分量。因此，針對風(fēng)電場輸出母線上集中配置的儲(chǔ)能系統(tǒng)，需要提出一種諧波控制器，既要能對儲(chǔ)能系統(tǒng)輸入輸出的電壓、電流量進(jìn)行控制，又要能抑制儲(chǔ)能系統(tǒng)注入電網(wǎng)系統(tǒng)的諧波分量，提高輸出電能的質(zhì)量。同時(shí)，為了合理整定諧波控制器中的參數(shù)，僅憑試湊法和經(jīng)驗(yàn)法不光過程復(fù)雜，而且控制效果往往不盡如人意，這就需要提出相應(yīng)的參數(shù)整定方法，對設(shè)計(jì)的諧波控制器進(jìn)行參數(shù)整定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在控制儲(chǔ)能系統(tǒng)電壓和電流穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，抑制儲(chǔ)能系統(tǒng)向電網(wǎng)注入諧波的風(fēng)電場儲(chǔ)能系統(tǒng)諧波控制器，以及一種能夠?qū)︼L(fēng)電場儲(chǔ)能系統(tǒng)諧波控制器的參數(shù)進(jìn)行有效整定的參數(shù)整定方法.本發(fā)明采用如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種風(fēng)電場儲(chǔ)能系統(tǒng)諧波控制器，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)、DC/DC變換器、電網(wǎng)、雙向變流器和SPWM，還包括雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述雙閉環(huán)控制系統(tǒng)包括外環(huán)電壓PI控制器、內(nèi)環(huán)電流PR控制器、第一比較器和第二比較器，其中所述儲(chǔ)能系統(tǒng)通過DC/DC變換器與雙向變流器的直流側(cè)連接，所述雙向變流器的另一側(cè)與電網(wǎng)連接；所述第一比較器在雙向變流器的直流側(cè)提取電壓信號(hào)Ud與輸入的直流電壓參考值Uref進(jìn)行比較，并將產(chǎn)生的差值ev送入外環(huán)電壓PI控制器；所述外環(huán)電壓PI控制器輸出電流參考值iMf，并傳輸至第二比較器，所述第二比較器提取雙向變流器網(wǎng)側(cè)的電流信號(hào)iab。與電流參考值iMf進(jìn)行比較，并將產(chǎn)生的差值ei輸入內(nèi)環(huán)電流PR控制器，內(nèi)環(huán)電流PR控制器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)Uea e，并傳輸至SPWM ；所述SPWM對驅(qū)動(dòng)信號(hào)Uea 0進(jìn)行脈寬調(diào)試，對雙向變流器直流側(cè)電壓信號(hào)Ud和網(wǎng)側(cè)電流信號(hào)iab。進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán)控制。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)化結(jié)構(gòu):所述內(nèi)環(huán)電流PR控制器采用疊加諧波補(bǔ)償?shù)谋壤?br> 諧振控制器，所述疊加諧波補(bǔ)償?shù)谋壤C振控制器傳遞函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電場儲(chǔ)能系統(tǒng)諧波控制器，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)、DC/DC變換器、電網(wǎng)、雙向變流器和SPWM，其特征在于，還包括雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述雙閉環(huán)控制系統(tǒng)包括外環(huán)電壓PI控制器、內(nèi)環(huán)電流PR控制器、第一比較器和第二比較器，其中: 所述儲(chǔ)能系統(tǒng)通過DC/DC變換器與雙向變流器的直流側(cè)連接，所述雙向變流器的另一側(cè)與電網(wǎng)連接； 所述第一比較器在雙向變流器的直流側(cè)提取電壓信號(hào)Ud與輸入的直流電壓參考值Uref進(jìn)行比較，并將產(chǎn)生的差值ev送入外環(huán)電壓PI控制器； 所述外環(huán)電壓PI控制 器輸出電流參考值Uf，并傳輸至第二比較器，所述第二比較器提取雙向變流器網(wǎng)側(cè)的電流信號(hào)iab。與電流參考值iMf進(jìn)行比較，并將產(chǎn)生的差值ei輸入內(nèi)環(huán)電流PR控制器，內(nèi)環(huán)電流PR控制器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)Uea 0，并傳輸至SPWM ； 所述SPWM對驅(qū)動(dòng)信號(hào)Uca 0進(jìn)行脈寬調(diào)試，對雙向變流器直流側(cè)電壓信號(hào)Ud和網(wǎng)側(cè)電流信號(hào)iab。進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場儲(chǔ)能系統(tǒng)諧波控制器，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)電流PR控制器采用疊加諧波補(bǔ)償?shù)谋壤C振控制器，所述疊加諧波補(bǔ)償?shù)谋壤C振控制器傳遞函數(shù)為
3.一種基于權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場儲(chǔ)能系統(tǒng)諧波控制器的參數(shù)整定方法，其特征在于，所述參數(shù)整定方法以勞斯判據(jù)為基礎(chǔ)，并滿足不等式組
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)電場儲(chǔ)能系統(tǒng)諧波控制器，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)、DC/DC變換器、電網(wǎng)、雙向變流器和SPWM，還包括雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述雙閉環(huán)控制系統(tǒng)包括外環(huán)電壓PI控制器、內(nèi)環(huán)電流PR控制器、第一比較器和第二比較器；本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種風(fēng)電場儲(chǔ)能系統(tǒng)諧波控制器的參數(shù)整定方法；本發(fā)明能夠在控制儲(chǔ)能系統(tǒng)電壓和電流穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，抑制儲(chǔ)能系統(tǒng)向電網(wǎng)注入諧波。
文檔編號(hào)H02J3/01GK103078322SQ20131003106
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者王冰, 王亮, 袁越, 黃存榮 申請人:河海大學(xué)