专利名称：一种背靠背变流器并联系统零序环流的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电力电子领域的背靠背变流器并联系统零序环流的控制方法。
背景技术：
如图1所示，目前背靠背变流器并联系统包括第一子背靠背变流器1和第二子背靠背变流器2 ；第一网侧三相电抗器Lgl和第一负载侧高频环流控制电抗器Ltl ；第二网侧三相电抗器Lg2和第二负载侧高频环流控制电抗器Lt2。每个子背靠背变流器系统均包括网侧变流器和负载侧变流器。所述第一子背靠背变流器1和第二子背靠背变流器2是在电网和负载之间是系统级并联的；所述第一子背靠背变流器1的网侧变流器与电网之间串联有第一网侧三相电抗器Lgl，所述第二子背靠背变流器2的网侧变流器与电网之间串联有第二网侧三相电抗器Lg2 ；所述第一子背靠背变流器1的负载侧变流器与负载之间串联有第一负载侧高频环流控制电抗器Ltl，所述第二子背靠背变流器2的负载侧变流器与负载之间串联有第二负载侧高频环流控制电抗器Lt2。这种并联系统，由于第一子背靠背变流器1和第二子背靠背变流器2完全独立，发出的高频脉冲不同，所以存在零序环流，如果不对其进行控制的话，会影响系统的稳定性。第一子背靠背变流器1和第二子背靠背变流器2并联时， 由于存在零序环流，所以三相电流之和并不为零。图1中箭头方向为所述零序环流方向， 零序环流不流经负载与电网，而是通过第一子背靠背变流器1和第二子背靠背变流器2，第一网侧三相电抗器Lgl和第一网侧三相电抗器Lgl，第一负载侧高频环流控制电抗器Ltl和第二负载侧高频环流控制电抗器Lt2。如果不对零序环流进行控制的话，不仅会造成额外的损耗，更会导致整个系统不稳定。随着瞬时无功功率理论的产生，对零序环流进行控制时，现多采取将三相三线电路的三相电流变换到d-q域下的方法进行的，但是当两个背靠背变流器并联时，由于三相电流0轴分量并不为零，如果不对其进行控制的话，将会引起系统的不稳定。现存的背靠背变流器并联时，多数仍只对每个子背靠背变流器上的三相电流采用d-q 控制，这样是不能实现变流器的并联的。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种背靠背变流器并联系统零序环流的控制方法，其能有效实现控制背靠背变流器并联系统中零序环流为0的目的。实现上述目的的一种技术方案是一种背靠背变流器并联系统零序环流的控制方法，包括下列步骤信号采集步骤信号采集单元采集流经所述背靠背变流器并联系统网侧或负载侧变流器三相三线电路的三相电流ia、ib和；坐标矢量变换步骤坐标矢量变换单元将三相三线电路的a-b-c域下的三相电流 ia、ib和i。；变换到d-q-o域下的三相电流id、iq和iQ ；控制补偿步骤所述三相三线电路上的有功电流与id相减所得d轴误差输入d轴控制器进行d轴控制，d轴控制器产生d轴输出电压Ud，所述三相三线电路上的无功电流i*q与、相减所得q轴误差输入q轴控制器进行q轴控制，q轴控制器产生q轴输出电压 Uq,设置为0的A与、相减所得0轴误差输入0轴控制器，进行0轴控制，0轴控制器产生 0轴输出电压Utl，以控制在d-q-o域下的三相电流的0轴分量、为0 ；坐标矢量逆变换步骤通过坐标矢量逆变换单元，将d-q-o域下的三相输出电压 Ud、Uq和U0变换成为a-b-c域下的三相输出电压Ua、Ub和U。，并施加于被控制对象，最终得到经过零序环流控制为零的a-b-c域下的三相电流ia、ib和i。。进一步的，所述0轴控制器为PI控制器。进一步的，所述背靠背变流器并联系统中两个子背靠背变流器系统均采用所述控制方法对零序环流进行控制。进一步的，所述坐标矢量逆变换步骤中的被控制对象为两个所述子背靠背变流器上的负载侧变流器或网侧变流器。采用了本发明的一种背靠背变流器并联系统零序环流的控制方法的技术方案，即经信号采集单元采集流经所述背靠背变流器并联系统网侧或负载侧变流器三相三线电路的三相电流ia、Ib和i。变换到d-q-o域下后，通过电流闭环控制将三相电流在d-q-o域下0 轴的电流分量io控制为0，再将d-q-o域下的三相输出电压转Ud、Uq和U0变成为a-b-c域下的三相输出电压Ua、Ub和U。，最终得到经过零序环流控制为零的a-b-c域下的三相电流 ia、ib和i。。这样可以有效地将背靠背变流器并联系统中的零序环流控制为0，避免由零序环流所引起的额外损耗，同时也能保持变流器并联系统的稳定。
图1为背靠背变流器并联系统中零序环流形成原理示意图；图2为本发明的背靠背变流器并联系统零序环流的控制方法的示意图；图3为d轴控制器闭环控制原理示意图；图4为q轴控制器闭环控制原理示意图；图5为0轴控制器闭环控制原理示意图。
具体实施例方式请参阅图1和图2，为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明请参阅图1，流过第一子背靠背变流器系统负载侧变流器的电流为ial，ibl，U，流过第二子背靠背变流器系统负载侧变流器的电流为ia2，ib2，i。2，定义流经两个变流器并联系统的零序环流为i&，即
权利要求
1.一种背靠背变流器并联系统零序环流的控制方法，包括下列步骤信号采集步骤信号采集单元采集流经所述背靠背变流器并联系统网侧变流器或负载侧变流器三相三线电路的三相电流ia、Ib和；坐标矢量变换步骤坐标矢量变换单元将三相三线电路的a-b-c域下的三相电流ia、ib 和变换到d-q-o域下的三相电流id、iq和iQ ；控制补偿步骤所述三相三线电路上的有功电流与id相减所得d轴误差输入d轴控制器进行d轴控制，d轴控制器产生d轴输出电压Ud,所述三相三线电路上的无功电流与、相减所得q轴误差输入q轴控制器进行q轴控制，q轴控制器产生q轴输出电压Uq,设置为0的&与、相减所得0轴误差输入0轴控制器，进行0轴控制，0轴控制器产生0轴输出电压Utl，以控制在d-q-o域下的三相电流的0轴分量、为0 ；坐标矢量逆变换步骤通过坐标矢量逆变换单元，将d-q-o域下的三相输出电压Ud、Uq 和U0变换成为a-b-c域下的三相输出电压Ua、Ub和U。，并施加于被控制对象，最终得到经过零序环流控制为零的a-b-c域下的三相电流ia、ib和i。。
2.根据权利要求1所述的背靠背变流器并联系统零序环流的控制方法，其特征在于 所述0轴控制器为PI控制器。
3.根据权利要求1或2所述的背靠背变流器并联系统零序环流的控制方法，其特征在于所述背靠背变流器并联系统中两个子背靠背变流器系统均采用所述控制方法对零序环流进行控制。
4.根据权利要求1或2所述变流器并联系统零序环流的控制方法，其特征在于所述坐标矢量逆变换步骤中的被控制对象为两个所述子背靠背变流器上的负载侧变流器或网侧变流器。
全文摘要
本发明公开了一种电力电子领域的背靠背变流器并联系统零序环流的控制方法，经信号采集单元采集到的网侧变流器或负载侧变流器三相三线电路的三相电流ia、ib变换到域下后，通过电流闭环控制将三相电流在域下0轴的电流分量i0控制为0，再将域下的三相输出电压转Ud、Uq和U0变成为域下的三相输出电压Ua、Ub和Uc，最终得到经过零序环流控制为零的三相电流ia、ib和ic。本发明技术效果是本发明可以有效地将背靠背变流器并联系统中的零序环流控制为0，避免由零序环流所引起的额外损耗，同时也能保持背靠背变流器并联系统的稳定。
文档编号H02M5/458GK102355141SQ201110295848
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者孔洁, 杨恩星 申请人:上海电气集团股份有限公司