一种双向充放电模块的惯量支撑控制方法和控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双向充放电模块的惯量支撑控制方法和控制装置，在AC/DC变换器的直流电压控制环路将在并网点通过锁相环计算得到的频率值与设定的频率参考值的差值乘以第一增益系数再给到第一PI控制器前端，在DC/DC变换器的功率控制外环将并网点的交流功率测量值与直流输出端口的功率测量值的差值叠加上DC/DC变换器的预估损耗之后，乘以第二增益系数再给到第二PI控制器前端，即可使双向充放电模块具有惯量支撑功能，无需将并网变换器的跟网型控制策略改造成为构网型控制策略，解决了现有技术为了实现惯量支撑功能，将并网变换器的控制策略从跟网型控制策略改造为构网型控制策略，存在改造难度大和经济性差的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种双向充放电模块的惯量支撑控制方法和控制装置


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种双向充放电模块的惯量支撑控制方法和控制装置。

技术介绍

[0002]在高比例可再生能源、高比例电力电子设备入网的背景下，电网将出现惯量与阻尼下降的特性。新能源分布式发电系统主要通过并网变换器接入电网，电力电子变换器的控制方式将决定电网特性。相比于传统火电机组，变换器提供的惯量有限，以电动汽车充电桩领域为例，随着电动汽车与快充技术的发展，直流充放电桩功率逐渐增大，大功率充电桩作为冲击性负荷，可能进一步降低系统局部微电网的惯量与阻尼特性。
[0003]电动汽车充电桩逐步呈现双向功率流动的趋势，充电桩通过并网变换器(双向充放电模块)实现与电网能量的交互，但传统并网变换器大多为跟网型控制策略，不具备惯量支撑功能。而传统并网变换器一般接入较为稳定的电网环境，无需采用构网型策略，为了实现惯量支撑功能，现有技术是将并网变换器的控制策略改造为采用构网型控制策略，设备改造难度较大，单纯为了使并网变换器具有惯量支撑功能而进行整个控制策略的改造是不划算的，经济性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种双向充放电模块的惯量支撑控制方法和控制装置，用于解决现有技术为了实现惯量支撑功能，将并网变换器的控制策略从跟网型控制策略改造为构网型控制策略，存在改造难度大和经济性差的技术问题。
[0005]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种双向充放电模块的惯量支撑控制方法，应用于在AC/DC变换器与DC/DC变换器直流侧并联中间级储能元件的双向充放电模块，包括：
[0006]将在并网点通过锁相环计算得到的频率值与设定的频率参考值的差值乘以第一增益系数，得到第一数值，第一增益系数大于0；
[0007]将中间级直流电压设定值减去第一数值和中间级直流电压测量值后输入第一PI控制器，得到第一电流内环d轴控制参考值；
[0008]获取电流内环q轴控制参考值；
[0009]将电流内环q轴控制参考值和第一电流内环d轴控制参考值输入第一电流内环控制与调制模块，得到第一调制信号，将第一调制信号输出给AC/DC变换器；
[0010]将并网点的交流功率测量值与直流输出端口的功率测量值的差值叠加上DC/DC变换器的预估损耗之后，乘以第二增益系数，得到第二数值，第二增益系数大于0；
[0011]将接入点有功功率设置值、接入点有功功率测量值和第二数值叠加后输入第二PI控制器，得到第二电流内环d轴控制参考值；
[0012]将第二电流内环d轴控制参考值输入第二电流内环控制与调制模块，得到第二调制信号，将第二调制信号输出给DC/DC变换器。
[0013]可选地，当不需要无功补偿时，电流内环q轴控制参考值为0。
[0014]可选地，获取电流内环q轴控制参考值，包括：
[0015]将接入点无功功率设置值与接入点无功功率测量值的差值输入第三PI控制器，得到电流内环q轴控制参考值。
[0016]可选地，中间级储能元件为支撑电容或超级电容或储能电池。
[0017]可选地，设定的频率参考值为并网点所接入交流系统的稳态频率值。
[0018]本专利技术第二方面提供了一种双向充放电模块的惯量支撑控制装置，应用于在AC/DC变换器与DC/DC变换器直流侧并联中间级储能元件的双向充放电模块，包括：
[0019]第一电压外环控制单元，用于：
[0020]将在并网点通过锁相环计算得到的频率值与设定的频率参考值的差值乘以第一增益系数，得到第一数值，第一增益系数大于0；
[0021]将中间级直流电压设定值减去第一数值和中间级直流电压测量值后输入第一PI控制器，得到第一电流内环d轴控制参考值；
[0022]无功功率控制单元，用于获取电流内环q轴控制参考值；
[0023]第一电流内环控制单元，用于将电流内环q轴控制参考值和第一电流内环d轴控制参考值输入第一电流内环控制与调制模块，得到第一调制信号，将第一调制信号输出给AC/DC变换器；
[0024]第二电压外环控制单元，用于：
[0025]将并网点的交流功率测量值与直流输出端口的功率测量值的差值叠加上DC/DC变换器的预估损耗之后，乘以第二增益系数，得到第二数值，第二增益系数大于0；
[0026]将接入点有功功率设置值、接入点有功功率测量值和第二数值叠加后输入第二PI控制器，得到第二电流内环d轴控制参考值；
[0027]第二电流内环控制单元，用于将第二电流内环d轴控制参考值输入第二电流内环控制与调制模块，得到第二调制信号，将第二调制信号输出给DC/DC变换器。
[0028]可选地，无功功率控制单元具体用于：
[0029]当不需要无功补偿时，电流内环q轴控制参考值为0。
[0030]可选地，无功功率控制单元具体用于：
[0031]将接入点无功功率设置值与接入点无功功率测量值的差值输入第三PI控制器，得到电流内环q轴控制参考值。
[0032]可选地，中间级储能元件为支撑电容或超级电容或储能电池。
[0033]可选地，设定的频率参考值为并网点所接入交流系统的稳态频率值。
[0034]从以上技术方案可以看出，本专利技术提供的双向充放电模块的惯量支撑控制方法和控制装置具有以下优点：
[0035]本专利技术提供的双向充放电模块的惯量支撑控制方法，在AC/DC变换器的直流电压控制环路将在并网点通过锁相环计算得到的频率值与设定的频率参考值的差值乘以第一增益系数再给到第一PI控制器前端，第一PI控制器输出的结果经第一电流内环控制与调制模块调制后，输出第一调制信号给AC/DC变换器，在DC/DC变换器的功率控制外环将并网点的交流功率测量值与直流输出端口的功率测量值的差值叠加上DC/DC变换器的预估损耗之后，乘以第二增益系数再给到第二PI控制器，第二PI控制器输出的结果经第二电流内环控
制与调制模块调制后，输出第二调制信号给DC/DC变换器。仅通过对传统跟网型双环控制方法进行简单改造，即可使双向充放电模块具有惯量支撑功能，无需将并网变换器的跟网型控制策略改造成为构网型控制策略，解决了现有技术为了实现惯量支撑功能，将并网变换器的控制策略从跟网型控制策略改造为构网型控制策略，存在改造难度大和经济性差的技术问题。
[0036]本专利技术提供的双向充放电模块的惯量支撑控制装置，用于执行本专利技术提供的双向充放电模块的惯量支撑控制方法，其原理与所取得的技术效果与本专利技术双向充放电模块的惯量支撑控制方法相同，在此不再赘述。
附图说明
[0037]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0038]图1为本专利技术中提供的双向充放电模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向充放电模块的惯量支撑控制方法，其特征在于，应用于在AC/DC变换器与DC/DC变换器直流侧并联中间级储能元件的双向充放电模块，包括：将在并网点通过锁相环计算得到的频率值与设定的频率参考值的差值乘以第一增益系数，得到第一数值，第一增益系数大于0；将中间级直流电压设定值减去第一数值和中间级直流电压测量值后输入第一PI控制器，得到第一电流内环d轴控制参考值；获取电流内环q轴控制参考值；将电流内环q轴控制参考值和第一电流内环d轴控制参考值输入第一电流内环控制与调制模块，得到第一调制信号，将第一调制信号输出给AC/DC变换器；将并网点的交流功率测量值与直流输出端口的功率测量值的差值叠加上DC/DC变换器的预估损耗之后，乘以第二增益系数，得到第二数值，第二增益系数大于0；将接入点有功功率设置值、接入点有功功率测量值和第二数值叠加后输入第二PI控制器，得到第二电流内环d轴控制参考值；将第二电流内环d轴控制参考值输入第二电流内环控制与调制模块，得到第二调制信号，将第二调制信号输出给DC/DC变换器。2.根据权利要求1所述的双向充放电模块的惯量支撑控制方法，其特征在于，当不需要无功补偿时，电流内环q轴控制参考值为0。3.根据权利要求1所述的双向充放电模块的惯量支撑控制方法，其特征在于，获取电流内环q轴控制参考值，包括：将接入点无功功率设置值与接入点无功功率测量值的差值输入第三PI控制器，得到电流内环q轴控制参考值。4.根据权利要求1所述的双向充放电模块的惯量支撑控制方法，其特征在于，中间级储能元件为支撑电容或超级电容或储能电池。5.根据权利要求1所述的双向充放电模块的惯量支撑控制方法，其特征在于，设定的频率参考值为并网点所接入交流系统的稳态频率值。6.一种双向充放电模块的惯量支撑控制装置，其特征在于，应用于在AC/DC变换器与DC/D...

【专利技术属性】
技术研发人员：程旭，吴越，陈勇，周月宾，陈建福，李巍巍，邹国惠，杨双飞，裴星宇，冯俊杰，杨锐雄，李建标，吴宏远，赵晓燕，刘尧，廖雁群，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司珠海供电局南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：