功率变换器和供电系统的制作方法

本技术涉及电力电子领域，尤其涉及一种功率变换器和供电系统。

背景技术：

1、随着新能源与电力电子设备在电力系统中比例的增加，传统大惯量旋转机组的比例减少，即为系统提供惯性和阻尼的设备减小，导致电力系统的惯性水平显著降低，抗扰动能力减弱，使得电力系统对电网供电面临更多的稳定性问题。对此，通过在功率变换器、逆变器的控制算法中引入转子运动方程，使得电力系统中功率变换器、逆变器等设备模拟传统同步发电机的外特性，可以向电网表现出等效惯性和阻尼特性，平抑输出功率波动，同时为电网提供主动的频率和电压支撑，提高系统稳定性。然而，功率变换器、逆变器等设备接入电网工作的过程中，因电机的惯性环节、励磁环节、远距离送电等原因会在控制回路中引入等效负阻尼，当引入的等效负阻尼特性过大，将可能引发输出功率低频振荡，导致电力系统工作失稳。因此，如何解决电力系统中的电力电子设备在接入电网工作的过程中产生的低频振荡，是当前亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种功率变换器和供电系统，可减小功率变换器工作过程中的低频振荡，功率变换器输出更稳定。

2、第一方面，本技术提供了一种功率变换器，其中，功率变换器的直流输入端用于连接光伏组件或储能电池，功率变换器的交流输出端用于连接电网或负载，功率变换器包括功率变换电路和控制器，功率变换电路用于将直流电转化为交流电，控制器用于，向功率变换电路的直流输入端输入多个第一信号，多个第一信号的频率递增或递减，并且，多个第一信号的幅值相同，随后，功率变换电路的交流输出端输出多个第二信号，第一信号与第二信号一一对应，并且，第二信号与对应的第一信号频率相同，随着多个第二信号的频率的递增或递减，多个第二信号的幅值变化。控制器还用于，减小目标第二信号的幅值，目标第二信号为多个第二信号中幅值为极大值的第二信号。

3、本技术中，功率变换电路输出多个第二信号的频率中目标第二信号对应的幅值为极大值，则功率变换器在该目标第二信号对应的频率处的低频振荡幅度较大。控制器减小目标第二信号的幅值，即减小多个第二信号中幅值为极大值的第二信号的幅值以减小功率变换器工作过程中的低频振荡，功率变换器输出更稳定。

4、在一种可能的实现方式中，当多个第二信号包括两个或两个以上幅值为极大值的第二信号时，目标第二信号的幅值为目标极大值，多个第二信号的幅值在目标极大值为中心的变化区间内的变化速度最大。由于目标极大值附近的变化速度大于其他极大值附近的变化速度，换句话说，多个频率响应幅值在靠近目标极大值时的变化率绝对值大于靠近其他极大值时的变化率绝对值，功率变换器在目标极大值对应频率点处的低频振荡幅度大于其他极大值对应频率点处的低频振荡幅度，则将幅值为目标极大值的目标第二信号幅值减小，可以提高低频振荡的控制效果。

5、在一种可能的实现方式中，目标第二信号的频率为目标频率，控制器用于，减小频率在设定频率区间内的任一频率对应的第二信号的幅值，设定频率区间内的任一频率与目标频率差值的绝对值小于预设差值。这里，控制器可以控制功率变换电路在上述目标频率处或者目标频率附件对应的输出虚拟电阻增大，使得多个第二信号中幅值为极大值或者包括极大值在内的第二信号的幅值减小。

6、在一种可能的实现方式中，第一信号和第二信号为正弦信号。

7、第二方面，本技术提供了一种功率变换器，其中，功率变换器的直流输入端用于连接光伏组件或储能电池，功率变换器的交流输出端用于连接电网或负载，功率变换器包括功率变换电路和控制器，功率变换电路用于将直流电转化为交流电，控制器用于，向功率变换电路的直流输入端输入多个第一信号，多个第一信号的频率递增或递减，并且，多个第一信号的幅值相同，随后，功率变换电路的交流输出端输出多个第二信号，第一信号与第二信号一一对应，并且，第二信号与对应的第一信号频率相同，随着多个第二信号的频率的递增或递减，多个第二信号的幅值变化。控制器还用于，减小目标第二信号的幅值，目标第二信号为多个第二信号中幅值为最大值的第二信号。

8、本技术中，功率变换电路输出多个第二信号的频率中目标第二信号对应的幅值为最大值，则功率变换器在该目标第二信号对应的频率处的低频振荡幅度较大。控制器减小目标第二信号的幅值，即减小多个第二信号中幅值为极大值的第二信号的幅值以减小功率变换器工作过程中的低频振荡，功率变换器输出更稳定。

9、在一种可能的实现方式中，控制器用于，目标第二信号的频率为目标频率，控制器用于，减小频率在设定频率区间内的任一频率对应的第二信号的幅值，设定频率区间内的任一频率与目标频率差值的绝对值小于预设差值。这里，控制器可以控制功率变换电路在上述目标频率处或者目标频率附件对应的输出虚拟电阻增大，使得多个第二信号中幅值为极大值或者包括极大值在内的第二信号的幅值减小。

10、第三方面，本技术提供了一种供电系统，其中，供电系统包括多个功率变换器，功率变换器的直流输入端用于连接光伏组件或储能电池，多个功率变换器的交流输出端并联并且用于通过并网点连接电网，功率变换器包括功率变换电路和控制器，功率变换电路用于将直流电转化为交流电，多个功率变换器中至少一个功率变换器的控制器用于，向功率变换电路的直流输入端输入多个第一信号，多个第一信号的频率递增或递减，并且，多个第一信号的幅值相同，随后，功率变换电路的交流输出端输出多个第二信号，第一信号与第二信号一一对应，并且，第二信号与对应的第一信号频率相同，随着多个第二信号的频率的递增或递减，多个第二信号的幅值变化。多个功率变换器中各个功率变换器的控制器用于，减小目标并网点信号的幅值，目标并网点信号为多个并网点信号中幅值为极大值的并网点信号，并网点信号为第二信号以及与第二信号频率相同的电网信号的叠加。

11、在一种可能的实现方式中，当多个并网点信号的幅值中包括两个或两个以上幅值为极大值的并网点信号时，目标并网点信号的幅值为目标极大值，多个并网点信号的幅值在目标极大值为中心的变化区间内的变化速度最大。由于目标极大值附近的变化速度大于其他极大值附近的变化速度，换句话说，多个频率响应幅值在靠近目标极大值时的变化率绝对值大于靠近其他极大值时的变化率绝对值，功率变换器在目标极大值对应频率点处的低频振荡幅度大于其他极大值对应频率点处的低频振荡幅度，则将目标极大值对应的频率设置为目标频率，可以提高低频振荡的控制效果。

12、在一种可能的实现方式中，目标并网点信号的频率为目标频率，控制器用于，减小频率在设定频率区间内的任一频率对应的并网点信号的幅值，设定频率区间内的任一频率与目标频率差值的绝对值小于预设差值。这里，控制器可以控制功率变换电路在上述目标频率处或者目标频率附件对应的输出虚拟电阻增大，使得多个第二信号中幅值为极大值或者包括极大值在内的第二信号的幅值减小。

13、在一种可能的实现方式中，供电系统还包括电站控制器，电站控制器用于，向功率变换电路的直流输入端输入多个第一信号，多个第一信号的频率递增或递减，并且，多个第一信号的幅值相同，随后，功率变换电路的交流输出端输出多个第二信号，第一信号与第二信号一一对应，并且，第二信号与对应的第一信号频率相同，随着多个第二信号的频率的递增或递减，多个第二信号的幅值变化。电站控制器还用于，减小目标并网点信号的幅值，目标并网点信号为多个并网点信号中幅值为极大值的并网点信号，并网点信号为第二信号以及与第二信号频率相同的电网信号的叠加。这里，控制器在功率变换电路输出的第二信号基础上增加电网信号，并调整多个并网点信号中幅值为极大值的并网点信号的幅值减小，使得低频振荡的抑制过程不仅考虑了自身器件影响，还同时考虑了电网的工作状态，提高了低频振荡的控制效果。