對(duì)失衡模式下的三相電壓轉(zhuǎn)換器的控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明通常涉及三相電壓轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明尤其涉及是對(duì)工作在電流失衡模式下的 三相電壓轉(zhuǎn)換器的控制。
[0002] 例如，相關(guān)設(shè)備包括具有失衡負(fù)載的三相電源，高壓沿海連接HVSC(HighVoltage ShoreConnection)〇
【背景技術(shù)】
[0003]用于中間電壓電路的電壓源轉(zhuǎn)換器，即VSC(VoltageSourceConverter)，被控制 以限制電流。
[0004] 電流限制通常在極限圓內(nèi)完成，該極限圓由轉(zhuǎn)換器的電流容量決定并且被限定在 復(fù)平面內(nèi)。
[0005] 然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)換器工作在失衡模式下時(shí)，將電流限制在極限圓內(nèi)并不是 最理想的。
[0006] 實(shí)際上，在此情況下，轉(zhuǎn)換器的相電流并未達(dá)到它們各自的極限。這導(dǎo)致不能充分 利用設(shè)備的全部容量。發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在失衡狀態(tài)下，性能損失可達(dá)8%至10%。該 損失通過(guò)每相位的電流容量與限制期間獲得的峰值電流之差來(lái)測(cè)量。
[0007] 在恒定性能下，需要增大轉(zhuǎn)換器的尺寸以補(bǔ)償該性能損失。
[0008] 文件W0 2012/062327涉及當(dāng)發(fā)生電網(wǎng)故障或失衡事件時(shí)，耦合至電網(wǎng)上的發(fā)電 系統(tǒng)的工作。
[0009] 文件US2005/063205與電壓轉(zhuǎn)換器的控制有關(guān)。
[0010] 文件US2009/244937 涉及當(dāng)輸入電壓失衡時(shí)，對(duì)PWM(PulseWidthModulation， 脈沖寬度調(diào)制）型交流/直流轉(zhuǎn)換器的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明旨在通過(guò)提供一種用于工作在電流失衡模式下的三相電壓轉(zhuǎn)換器的電流 控制方法來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0012] 依照轉(zhuǎn)換器的電流容量和正向平衡電流來(lái)確定正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值；
[0013] 依照所確定的正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值和各相的最大電流來(lái)確定反向電流的最 大值；以及
[0014] 依照反向電流的最大值和反向平衡電流來(lái)確定反向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值。
[0015] 借由本發(fā)明，為工作在失衡模式下的三相電壓轉(zhuǎn)換器來(lái)限定新的電流限制條件， 從而允許最大限度地利用轉(zhuǎn)換器的電流容量。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，電流在失衡模式下的極限軌跡不是由轉(zhuǎn)換器的電流容量限定的圓。
[0017] 對(duì)電流進(jìn)行逐相限制，以致充分利用轉(zhuǎn)換器的電流能力。
[0018] 首先確定正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值是恰當(dāng)?shù)摹?br>[0019]根據(jù)優(yōu)選特征，如果正向平衡電流的值大于轉(zhuǎn)換器的電流容量，正向電流的設(shè)定 點(diǎn)極限值被確定為等于轉(zhuǎn)換器的電流容量，否則正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值等于正向平衡電 流。
[0020] -旦確定了正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值，則對(duì)反向電流施加動(dòng)作。
[0021] 根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選特征，反向電流的最大值被確定為依照正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值 分別確定的各相電流的最大值中的最小值。
[0022] 根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選特征，如果反向平衡電流的值大于反向電流的最大值，反向電流 的設(shè)定點(diǎn)極限值被確定為等于反向電流的最大值，否則反向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值等于反向 平衡電流。
[0023] 根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選特征，本發(fā)明的控制方法進(jìn)一步包括依照正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限 值與反向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值來(lái)確定轉(zhuǎn)換器的設(shè)定相電流值的步驟。
[0024] 本發(fā)明還提供了一種用于工作在電流失衡模式下的三相電壓轉(zhuǎn)換器的電流控制 設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括：
[0025] 依照轉(zhuǎn)換器的電流容量和正向平衡電流來(lái)確定正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值的裝 置；
[0026] 依照所確定的正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值和各相的最大電流來(lái)確定反向電流的最 大值的裝置；以及
[0027] 所述極限值作為依照反向電流的最大值和反向平衡電流來(lái)確定反向電流的設(shè)定 點(diǎn)極限值的裝置。
[0028] 本發(fā)明還提供了一種三相電壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該三相電壓轉(zhuǎn)換器包括前述 控制裝置。
[0029] 控制裝置與轉(zhuǎn)換器具有與前述類似的優(yōu)點(diǎn)。
[0030] 在特定實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟由計(jì)算機(jī)程序指令執(zhí)行。
[0031] 因此，本發(fā)明還旨在一種在數(shù)據(jù)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，該程序適于在計(jì)算機(jī)上運(yùn) 行，該程序包括用于執(zhí)行上述方法的各個(gè)步驟的指令。
[0032] 該程序能夠使用任何程序語(yǔ)言，并且可以采用源代碼、目標(biāo)代碼或源代碼和目標(biāo) 代碼之間的代碼這些形式，例如以部分編譯形式或任何其他所希望的形式。
[0033] 本發(fā)明還旨在一種計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)介質(zhì)，該數(shù)據(jù)介質(zhì)包括適于執(zhí)行上文所述方 法的各步驟的計(jì)算機(jī)程序指令。
[0034] 數(shù)據(jù)介質(zhì)可以是任何能夠儲(chǔ)存程序的實(shí)體或裝置。舉例來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)介質(zhì)可以包括 存儲(chǔ)裝置，諸如只讀存儲(chǔ)器（ROM)，例如CDROM(光盤(pán)只讀存儲(chǔ)器），或微電子ROM，或甚至磁 記錄裝置，例如軟盤(pán)或硬盤(pán)。
[0035] 此外，數(shù)據(jù)介質(zhì)可以是可對(duì)諸如電信號(hào)或光信號(hào)進(jìn)行傳送的介質(zhì)，該信號(hào)可經(jīng)由 電纜或光纜以無(wú)線或其他方式來(lái)傳輸。特別地，本發(fā)明的程序可在因特網(wǎng)類型的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn) 行下載。
[0036] 替代性地，數(shù)據(jù)介質(zhì)可以是包含有程序的集成電路，所述電路適于執(zhí)行根據(jù)本發(fā) 明的方法或者用于根據(jù)本發(fā)明的方法的執(zhí)行中。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 通過(guò)閱讀由非限制示例并參考附圖給出的優(yōu)選實(shí)施例，其他特征或優(yōu)點(diǎn)變得明 顯，在附圖中：
[0038] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)用于工作在電流失衡模式下的三相電壓轉(zhuǎn)換器的 電流控制設(shè)備；
[0039] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個(gè)實(shí)施例；以及
[0040] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于工作在電流失衡模式下的三相電壓轉(zhuǎn)換器的電流 控制方法的一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 首先，想到與系統(tǒng)的各相位相關(guān)的幅值與一空間矢量等價(jià)，該空間矢量為復(fù)數(shù)。
[0042] 空間矢量包含原始三相系統(tǒng)的所有信息。
[0043] 當(dāng)三相系統(tǒng)平衡時(shí)，空間矢量描繪在復(fù)平面內(nèi)的一個(gè)圓。尤其是諸如失衡之類的 干擾引起了空間矢量變形，并且圓因此變形，圓的變形在復(fù)平面內(nèi)可見(jiàn)。
[0044] 在下文中特別關(guān)注失衡三相系統(tǒng)中的相電流，并且因此關(guān)注電流空間矢量。失衡 三相系統(tǒng)由兩個(gè)平衡三相系統(tǒng)組成，其中一個(gè)是正向的，另一個(gè)是反向的。
[0045] 將三相電壓轉(zhuǎn)換器的參考或設(shè)定點(diǎn)相電流11*、12*和13*考慮在內(nèi)。根據(jù)上文，這 些參考相電流可以使用如下所示的關(guān)系式被表達(dá)為正向平衡電流Id*和反向平衡電流Ii* 的函數(shù)：
[0046] II* (t) = Id*,cos(w. t)+Ii*.cos(w.t-phi)
[0047] 12* (t) = Id*,cos(w. t_2.it/3)+Ii*.cos(w.t-phi+2. it/3)
[0048] 13* (t) = Id*,cos(w. t_4.it/3)+Ii*.cos(w.t-phi+4. it/3)
[0049] 其中，phi是反向電流相對(duì)于正向電流的相移。
[0050] 根據(jù)圖1所示的實(shí)施例，用于工作在電流失衡模式下的三相電壓轉(zhuǎn)換器的電流控 制設(shè)備包括用于確定正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值Idlim*的模塊1。模塊1包括適于接收正向 平衡電流Id*的值的輸入接口。
[0051] 模塊1以如下方式使用正向平衡電流Id*的值：
[0052] 如果正向平衡電流Id*的值大于轉(zhuǎn)換器的電流容量IIim的值，則正向電流的設(shè)定 點(diǎn)極限值Idlim*等于轉(zhuǎn)換器的電流容量Ilim的值。
[0053] 如果正向平衡電流Id*的值小于轉(zhuǎn)換器的電流容量Ilim的值，則正向電流的設(shè)定 點(diǎn)極限值Idlim*等于正向平衡電流Id*的值。
[0054] 換言之，正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值Idlim*等于轉(zhuǎn)換器的電流容量Ilim的值和正 向平衡電流Id*的值中的較小值。
[0055] 模塊1包括輸出接口，該輸出接口首先被連接到模塊2的輸入接口上，模塊2被用 于確定反向電流的最大值Iimax。模塊2包括第二輸入接口，該第二輸入接口適于接收正向 電流與反向電流之間的相移phi。
[0056] 模塊1將其確定的正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值Idlim*傳輸至模塊2。
[0057] 模塊2以下述方式來(lái)使用正向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值Idlim*和相移phi的值：
[0058] 模塊2首先針對(duì)各相位來(lái)計(jì)算最大反向電流值Iimaxl、Iimax2和Iimax3,根據(jù)下 述公式，以標(biāo)幺制（即，perunit，每單位）表達(dá)：
[0062] 模塊2隨后確定三個(gè)計(jì)算值Iimaxl、Iimax2和Iimax3中的最小值。該最小值是 反向電流的最大值Iimax〇
[0063] 模塊2包括輸出接口，該輸出接口被連接到模塊3的輸入接口上，模塊3被用于 依照反向電流的最大值Iimax和反向平衡電流Ii*的值來(lái)確定反向電流的設(shè)定點(diǎn)極限值