能量转换系统、光伏能量转换系统和方法_3

文档序号:8489635阅读:来源:国知局
ontroller,化C)W及专用集成电路 (ApplicationSpecificIntegratedCircuit,ASIC)等。在一些实施方式中,除去其他元 件之外,该光伏侧控制器114和光伏侧变流器106可W被装配在一个单一的壳体内。类似 地,除去其他元件之外,该网侧变流器108和网侧控制器116可W被装配在一个单一的壳体 内。进一步,除去其他元件之外,该光伏侧控制器114、光伏侧变流器106、网侧变流器108 和网侧控制器116可W被装配在一个单一的壳体内。
[0037] 在一种实施方式中,该光伏侧控制器114可W被配置成至少基于最大功率点追踪 装置126提供的最大功率点参考信号158提供光伏侧控制信号148给光伏侧变流器106。 该最大功率点参考信号158通过特定的方式产生,W确保该光伏能量源102在变化的环境 下,例如变化的光福射强度W及温度等,始终能够提供最大的电功率输出。该最大功率点参 考信号158可W包括电压、电流和/或功率参考信号,并且该些参考信号可W通过执行特定 的最大功率点追踪算法例如,扰动观测法或者电导增量法等进行更新。并且,在执行最大功 率点追踪算法时,可W使用由一个或者多个电流传感器120获得的光伏电流反馈信号122 W及由一个或者多个电压传感器118获得的光伏电压反馈信号124。
[0038] 请进一步参阅图2,在一种实施方式中,该网侧控制器116可W被配置成至少基于 有功功率指令信号144,无功功率指令信号146,由一个或者多个电压传感器136测量到的 电压反馈信号140W及由一个或者多个电流传感器138测量到的电流反馈信号142来调节 或者控制该网侧变流器108输出的各种电特性参数,包括有功功率和无功功率等。该网侧 控制器116还可W被配置成至少基于由电压传感器129测量的直流母线电压反馈信号130 和直流母线电压指令信号132来调节或者控制直流环节128处的直流电压。
[0039] 请进一步参阅图2,该网侧控制器116可W包括混合直流电压和输出电流控制模 块117,该混合直流电压和输出电流控制模块117可W通过硬件,软件或者硬件结合软件的 形式来实现。在一种实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块117被配置成至少 基于电流反馈信号142W及一个或者多个电流阔值信号或者数值119产生网侧控制信号 150,W避免该网侧变流器108的输出电流超过最大电流阔值。
[0040] 在一些实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块117还被配置成基于直 流电压反馈信号130W及直流电压指令信号132调整该网侧控制信号150,W使得该直流环 节128的直流电压被调节到特定的数值或者范围值。
[0041] 图3所示为一种实施方式的混合直流电压和输出电流控制模块200的概括模块示 意图。在一些实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块200被设计成基于电压源 控制结构。在此所谓的"电压源控制架构"是指在一种具体的控制系统实施方式中,其主要 的控制变量包括交流侧电压的幅值和相位角。
[0042] 在图3所示的实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块200包括相位角 调节器210,电压幅值调节器220,电流限制器230,直流电压调节器250W及信号产生单元 240。
[0043] 在一种实施方式中,该相位角调节器210接收有功功率指令信号212和有功功率 反馈信号214,并至少基于该有功功率指令信号212和有功功率反馈信号214产生相位角指 令信号216。该有功功率指令信号212代表希望由网侧变流器108输出的有功功率,其可W 由电网运营商给定,而该有功功率反馈信号214则代表由网侧变流器108输出的实际有功 功率。该有功功率反馈信号214可W通过将如图2所示的网侧电流反馈信号142和网侧电 压反馈信号152相乘得到。由该相位角调节器210产生的相位角指令信号216,在具体的实 施方式中可W有一些变形。例如,在一种实施方式中,该相位角指令信号216代表网侧变流 器108的交流侧电压和电网电压或者临近电网18处一点所取电压之间的相位移或者相位 差。在另外一种实施方式中,该相位角指令信号216还可W代表该希望得到的网侧变流器 108交流电压的相位。该网侧变流器108交流电压的相位可W通过将网侧电压的相位与上 述相位差相加而得。在此所述的网侧变流器108的交流侧电压可W为网侧变流器108输出 端的交流电压。在可替换的实施方式中,该网侧变流器108的交流侧电压还可W为在考虑 网侧变流器108内部阻抗情形下的内部电压。进一步而言,在一些实施方式中,该网侧变流 器108的交流侧电压还可W为从网侧变流器108输出端沿着传输线上任意点测得的电压。
[0044] 在一种实施方式中,该电压幅值调节器250接收无功功率指令信号222和无功功 率反馈信号224,并根据该接收的信号产生电压幅值指令信号226。该无功功率指令信号 222代表希望由网侧变流器108输出的无功功率,其可W由电网运营商给定,而该无功功率 反馈信号224代表所测量到的由网侧变流器108输出的实际传送的无功功率。该无功功率 反馈信号224可W通过将网侧电流反馈信号142和网侧电压反馈信号140相乘得到。该电 压幅值指令信号226代表期望在该网侧变流器108得到的交流电压的幅值,其中,该网侧变 流器108的交流电压可W为网侧变流器108输出端的交流电压。可替换地,该该网侧变流 器108的交流电压也可W为在考虑网侧变流器内部或者虚拟阻抗的内部交流电压。
[0045] 在一种实施方式中,该电流限制器230具体地可W包括相电流限制器,其被配置 成给该相位角调节器210产生的相位角指令信号216提供相位角限制信号。在一种实施方 式中,该相电流限制器230还被配置成给电压幅值调节器220产生的电压幅值指令信号226 提供电压幅值限制信号。该相位角限制信号W及该电压幅值限制信号根据多种信号或者数 值来产生,例如,电流反馈信号262,电压反馈信号264,电流阔值266W及阻抗值268。
[0046] 在图3所示的实施方式中,该直流电压调节器250被配置成至少基于直流电压指 令信号252和直流电压反馈信号254产生相位角限制调整信号256。该相位角限制调整信 号256反映该直流环节128的实际直流电压偏离直流电压指令信号252的程度。在一种实 施方式中,该相位角限制调整信号256被电流限制器230用来调整相位角限制信号。本发 明的发明人经研究发现,在该直流环节128的直流电压发生偏离时,通过根据该相位角限 制调整信号256调整相位角限制信号可W导致从网侧变流器120输出的有功功率发生增加 或者减少,而通过增加或者减少输出的有功功率可W实现对直流环节128的直流电压的控 巧||。更具体而言,当该直流环节128发生过电压状况时,通过特定的方式使用该相位角限制 调整信号256来调整相位角限制信号,可W导致网侧变流器108输出的有功功率的增加,从 而进一步使得在一个或者多个控制周期之后,该直流环节128的直流电压下降,该样,可W 消除或者减轻该直流环节128的过电压状况。类似地,当该直流环节128发生欠电压状况 时,通过特定的方式使用该相位角限制调整信号256来调整相位角限制信号,可W导致网 侧变流器108输出的有功功率的减少,从而进一步使得在一个或者多个控制周期之后,该 直流环节128的直流电压上升,该样,可W消除或者减轻该直流环节128的欠电压状况。
[0047] 请进一步参阅图3,由该电流限制器230产生的经过调整后的相位角指令信号232 和调整后的电压幅值指令信号234被信号产生单元240用来产生网侧控制信号242,该网侧 控制信号242被施加到网侧变流器108,W控制其按照特定的方式运行。在遇到暂态事件 时,网侧变流器108流出的电流可W间接地通过调节与网侧变流器相关的交流电压进行控 巧IJ。因此,通过执行在此掲示的混合直流电压和输出电流控制模块200,可W使得该电能变 换系统100成功穿越暂态事件例如电网暂态事件,W避免该网侧变换器144中的半导体装 置由于暂态事件导致的过电流问题而被损坏。此外,通过执行该混合直流电压和输出电流 控制模块200,也可W使得直流环节128的直流电压得到有效的控制。
[0048] 图4所示为混合直流电压和输出电流控制模块410的一种实施方式的详细模块示 意图。如图4所示,该混合直流电压和输出电流控制模块410包括第一求和元件412,第二 求和元件422,动态电流阔值计算单元428,电压差计算单元438,相位角限制信号计算单元 444,电压幅值限制信号
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1