三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法与流程

本发明属于并网逆变器控制，具体涉及一种三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法。

背景技术：

1、三相chb组合dab型并网逆变器采用级联h桥功率模块和双有源桥dab功率模块，因其具有模块化、可扩展性、控制灵活、高效率等优势，目前在中压交直流配网领域得到广泛关注。随着分布式电源渗透率的增加，电网逐步发展为电力电子变换器为主导的低惯量、欠阻尼网络。虚拟同步机vsg技术因其具备有功调频、无功调压功能，能够参与电网电压、频率的调节，为电网提供惯性支撑，现已成为并网逆变器的关键技术。

2、三相chb组合dab型并网逆变器可运行在虚拟同步机vsg离网模式或虚拟同步机vsg并网模式，其并离网模式启动特性直接关系着系统能否正常可靠运行。

3、通过在厂内调试发现，若仅调整锁相环输出相位无法实现装置并离网切换，以虚拟同步机vsg离网模式启动时，还会出现交流侧过电压问题，系统无法正常启动。因此，如何在保证装置以虚拟同步机vsg控制前提下，抑制交流侧离网启动过电压，即系统从直流侧向交流侧启动出现的交流过电压问题，成为该领域的一个重要课题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法，根据系统并离网运行模式的不同，调整vsg控制模式下的电网电压前馈控制环节，有效抑制交流侧启动过电压，从而保证系统的安全稳定运行。

2、为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

3、一种三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法，包括：

4、设定三相chb组合dab型并网逆变器的虚拟同步机vsg模式；

5、当三相chb组合dab型并网逆变器以离网模式启动时，将电网电压前馈环节置零；

6、当三相chb组合dab型并网逆变器由离网模式转并网模式时，置位电网电压前馈环节。

7、作为一种优选方案，所述三相chb组合dab型并网逆变器包括h桥功率模块和双有源桥dab功率模块，h桥功率模块直流端口接入双有源桥dab功率模块高压侧直流端口。

8、作为一种优选方案，所述三相chb组合dab型并网逆变器包括中压侧接口柜、功率柜和低压侧接口柜，功率柜的中压侧和低压侧分别接中压侧接口柜和低压侧接口柜；

9、所述中压侧为交流端口，分abc三相，采用三相角型连接，每相采用级联结构，形成所述h桥功率模块输入侧端子首尾连接，构成串联形式；所述低压侧为直流端口，所述双有源桥dab功率模块的输出端子分别接在正极和负极直流母线上，构成并联形式。

10、作为一种优选方案，所述交流端口连接10kv交流侧电压，所述直流端口连接750v直流侧电压。

11、作为一种优选方案，所述设定三相chb组合dab型并网逆变器的虚拟同步机vsg模式时，虚拟同步机vsg模式借鉴同步发电机的运行特性，设计有功频率下垂和无功电压下垂控制器，输出功率指令pm和励磁电压e0作为虚拟同步机转子运动方程和定子电气方程的指令值，再通过虚拟同步机算法得到端口电压指令值uabc，最后通过电压电流闭环控制实现对端口电压指令的跟踪。

12、作为一种优选方案，所述三相chb组合dab型并网逆变器以离网模式启动时，所述的离网模式指无交流电网支撑，交流侧电压、频率、相位依靠对三相chb组合dab型并网逆变器的控制实现。

13、作为一种优选方案，所述三相chb组合dab型并网逆变器由离网模式转并网模式时，所述的并网模式指三相chb组合dab型并网逆变器有交流电网支撑，交流侧电压、频率、相位由交流电网决定。

14、作为一种优选方案，在虚拟同步机vsg模式离网启动过程中，交流侧电压波形平滑，无过电压。

15、相较于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：

16、根据三相chb组合dab型并网逆变器并离网运行模式的不同，调整虚拟同步机vsg控制模式下的电网电压前馈控制环节，有效抑制了交流侧启动过电压，保证了三相chb组合dab型并网逆变器的安全稳定运行。虽然电网电压前馈环节会增加系统响应的快速性，但是会给系统带来较大的超调量，超调会导致离网虚拟同步机启动时被控交流侧电压出现过电压现象。因此，本发明当三相chb组合dab型并网逆变器以离网模式启动时，将电网电压前馈环节置零，而当三相chb组合dab型并网逆变器由离网模式转并网模式时，置位电网电压前馈环节。经过测试，按照本发明方法，交流侧电压波形平滑，无过电压问题。

技术特征：

1.一种三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法，其特征在于，所述三相chb组合dab型并网逆变器包括h桥功率模块和双有源桥dab功率模块，h桥功率模块直流端口接入双有源桥dab功率模块高压侧直流端口。

3.根据权利要求2所述三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法，其特征在于，所述三相chb组合dab型并网逆变器包括中压侧接口柜、功率柜和低压侧接口柜，功率柜的中压侧和低压侧分别接中压侧接口柜和低压侧接口柜；

4.根据权利要求3所述三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法，其特征在于，所述交流端口连接10kv交流侧电压，所述直流端口连接750v直流侧电压。

5.根据权利要求1所述三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法，其特征在于，所述设定三相chb组合dab型并网逆变器的虚拟同步机vsg模式时，虚拟同步机vsg模式借鉴同步发电机的运行特性，设计有功频率下垂和无功电压下垂控制器，输出功率指令pm和励磁电压e0作为虚拟同步机转子运动方程和定子电气方程的指令值，再通过虚拟同步机算法得到端口电压指令值uabc，最后通过电压电流闭环控制实现对端口电压指令的跟踪。

6.根据权利要求1所述三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法，其特征在于，所述三相chb组合dab型并网逆变器以离网模式启动时，所述的离网模式指无交流电网支撑，交流侧电压、频率、相位依靠对三相chb组合dab型并网逆变器的控制实现。

7.根据权利要求1所述三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法，其特征在于，所述三相chb组合dab型并网逆变器由离网模式转并网模式时，所述的并网模式指三相chb组合dab型并网逆变器有交流电网支撑，交流侧电压、频率、相位由交流电网决定。

8.根据权利要求1所述三相chb组合dab型并网逆变器vsg启动控制方法，其特征在于，在虚拟同步机vsg模式离网启动过程中，交流侧电压波形平滑，无过电压。

技术总结
本发明公开了一种三相CHB组合DAB型并网逆变器VSG启动控制方法，属于并网逆变器控制技术领域，包括以下步骤：设定三相CHB组合DAB型并网逆变器的虚拟同步机VSG模式；当三相CHB组合DAB型并网逆变器以离网模式启动时，将电网电压前馈环节置零；当三相CHB组合DAB型并网逆变器由离网模式转并网模式时，置位电网电压前馈环节。本发明根据三相CHB组合DAB型并网逆变器并离网运行模式的不同，调整虚拟同步机VSG控制模式下的电网电压前馈控制环节，有效抑制了交流侧启动过电压，保证了三相CHB组合DAB型并网逆变器的安全稳定运行。

技术研发人员：薛瑞,许崇福,白世军,王江涛,张纬晨,石松,刘云
受保护的技术使用者：西安西电电力电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11