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CN117597846A - 有功功率转换装置、系统和用于有功功率转换装置的方法 - Google Patents

有功功率转换装置、系统和用于有功功率转换装置的方法 Download PDF

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CN117597846A
CN117597846A CN202280045598.9A CN202280045598A CN117597846A CN 117597846 A CN117597846 A CN 117597846A CN 202280045598 A CN202280045598 A CN 202280045598A CN 117597846 A CN117597846 A CN 117597846A
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弗朗西斯科·丹尼尔·弗赖耶多·费尔南德斯
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Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种有功功率转换装置(active power conversion apparatus，APCA)，用于估计连接到APCA的电网的电网频率。所述APCA包括控制器，用于接收所述APCA和所述电网之间的至少一个相电流的测量。所述控制器还用于将所述至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标，并确定在所述频率估计中使用的直流和正交电流基准。所述控制器还用于将所述频率估计确定为强制将电流误差信号的平均值中的至少一个归零的操纵变量。所述APCA在配备所述储能资源的所述电网中提供频率控制服务。

Description

有功功率转换装置、系统和用于有功功率转换装置的方法
技术领域
本发明大体上涉及电力电子单元领域，更具体地，涉及有功功率转换装置(activepower conversion apparatus，APCA)、包括APCA的系统和用于APCA的方法。
背景技术
一般在目前的“绿色能源”范式场景中，电网正在经历巨大的变化。更具体地，传统的电网越来越多地由脱碳能源供电，这涉及到越来越多基于电力电子的技术，如太阳能光伏(solar photovoltaic，PV)逆变器。相反，通常涉及将笨重的同步发电机连接到电网的传统电力系统(或电站)将逐步关闭。此外，从电力系统的角度来看，将“旋转”同步电机替换为“静态”电力电子单元带来了若干可操作性挑战。其中之一是降低电力系统的总惯性，这与同步电机转子中存储的机械动能密切相关。传统上，同步电机在出现频移事件时通过其自然(即，非强制)响应来帮助维持系统频率稳定性。然而，移除同步电机会涉及到针对频率稳定性的非强制纠正措施，这是不可取的。
传统上，提供储能系统并结合可再生能源可用于为频率控制提供惯性效应。在一个示例中，涉及将电网连接到电力电子单元的可再生能源可以配备储能设备，以便为传统电力系统提供惯性。对于基于同步电机的经典方案，这属于自然响应。然而，这一情况并不适用于静态电力转换器，因此，这种方案必须在控制电力转换器(连接可再生能源和存储资源)时实施。除了为电网频率和有功功率请求定义规则外，实施频率控制方法的主要挑战还包括难以从电压和电流实时测量中获得准确和干净的电网频率估计。
目前，已经进行了某些尝试以获得准确和干净的电网频率估计，例如通过使用数字信号处理，该技术基于锁相环(phase-locked loop，PLL)算法，且将连接点的电压作为输入。然而，这种尝试并不能提供与弱电网电压测量馈送相关的电网频率控制服务。因此，在电力电子单元中如何提供电网频率控制服务存在一个技术问题。
根据上述讨论，需要克服与传统电力电子单元相关联的上述缺点。
发明内容
本发明提供了一种有功功率转换装置(active power conversion apparatus，APCA)。本发明还提供了一种包括APCA的系统。本发明还提供了一种用于APCA的方法。本发明提供了一种解决在电力电子单元中如何提供电网频率控制服务的现有问题的方案。本发明的目的是提供一种至少部分克服现有技术中遇到的问题的方案，并提供一种改进的有功功率转换装置(active power conversion apparatus，APCA)、包括APCA的改进系统和用于APCA的改进方法。例如，在配备有储能设备的电力电子单元中提供频率控制服务的方法。
本发明的一个或多个目的是通过所附独立权利要求中提供的方案实现的。本发明的有利实现方式在从属权利要求中进一步定义。
在一个方面，本发明提供了一种有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)，用于估计连接到APCA的电网的电网频率。所述APCA包括控制器，所述控制器用于接收所述APCA和所述电网之间的至少一个相电流的测量，将所述至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标，确定要在频率估计中使用的直流和正交电流基准，并将使用频率估计确定为强制将电流误差信号的平均值中的至少一个归零的操纵变量。
APCA用于估计连接到APCA的电网的电网频率。在获得电网频率估计后，根据电网频率控制规则(例如，下垂函数或查找表)调整输送到电网的有功功率量。换句话说，APCA还在配备储能资源的电网(或电力电子单元)中提供频率控制服务。此外，APCA的控制器以更大的带宽工作，这确保了能够完美跟踪电网中的频率控制服务。这样做的好处是，与传统方法相比，控制器可以将电网频率估计确定为强制将电流误差信号的平均值中的至少一个归零的操纵变量。换句话说，假设能够实现完美跟踪，则控制器可以计算电流控制实现的零误差状态误差。
在另一种实现方式中，控制器还用于根据对电网频率估计进行求积获得的角度驱动的派克变换，将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。
派克函数有利于以所述角度旋转至少一个同步参考坐标。
在另一种实现方式中，控制器还用于限定第二状态变量以避免除零问题。
在除法运算中使用的第二个状态变量可以被限定在一个避免零的数值范围内，以避免除零问题。
在另一种实现方式中，来自储能设备的注入功率与估计频率之间的关系基于线性函数。
一种系统，包括如上述权利要求中任一项所述的APCA和电流控制(currentcontrol，CC)块，所述CC块包括脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)块，并且所述CC块用于设置PWM块的基准以作为电流基准的函数；交流电流测量和通过对所述估计频率进行求积获得的相位角。
该系统实现了本发明的有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)的所有优点和技术效果。
一种用于有功功率转换装置(active power conversion apparatus，APCA)的方法，上述方法用于估计连接到APCA的电网的电网频率，并且所述方法包括接收APCA和电网之间的至少一个相电流的测量，将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标，确定要在频率估计中使用的直流和正交电流基准，并将使用频率估计确定为强制将电流误差信号的平均值中的至少一个归零的操纵变量。
该方法实现了本发明的有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)的所有优点和技术效果。
应当理解，可以组合所有上述实现方式。
应当注意，本申请中描述的所有设备、元件、电路、单元和装置都可以在硬件元件或其任何类型的组合中实现。本申请中描述的各种实体所执行的所有步骤以及所描述的各种实体要执行的功能均意在指相应实体用于执行相应步骤和功能。虽然在以下具体实施例的描述中，外部实体要执行的具体功能或步骤没有在执行具体步骤或功能的实体的具体详述元件的描述中反映，但是技术人员应清楚，这些方法和功能可以通过相应硬件元件或其任何组合实现。应当理解，本发明的特征易于以各种组合进行组合，而不脱离由所附权利要求书所界定的本发明的范围。
本发明的附加方面、优点、特征和目的从附图和结合以下所附权利要求书解释的说明性实现方式的详细描述中变得显而易见。
附图说明
当结合附图阅读时，可以更好地理解以上发明内容以及说明性实施例的以下详细描述。为了说明本发明，本发明的示例性结构在附图中示出。但是，本发明不限于本文公开的具体方法和工具。此外，本领域技术人员应理解，附图不是按比例绘制的。在可能的情况下，相同的元件用相同的数字表示。
现在参考下图仅作为示例来描述本发明的实施例，其中：
图1是根据本发明的实施例的包括有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)的方框图；
图2是根据本发明的实施例的有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)的控制器图；
图3是根据本发明的实施例的有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)的电路图；
图4是根据本发明的实施例，描绘用于电网频率估计的有功功率转换装置(activepower conversion apparatus，APCA)的控制器图；
图5A是根据本发明的实施例，示出了用于激活重构电流同步参考坐标(reframingcurrent synchronous reference frame，RCSRF)块的时间和频率之间的关系的图形表示；
图5B是根据本发明的实施例，示出了通过频率控制功率注入(power injectionfor frequency control，PIFC)块进行频率控制的图形表示；
图5C是根据本发明的实施例，示出了频率测量的图形表示；
图5D是根据本发明的实施例，示出了频率测量的模拟值的比较分析的图形表示；
图6是根据本发明的实施例，示出了包括有功功率转换装置(active powerconversion apparatus，APCA)的系统的方框图；
图7是根据本发明的实施例，用于有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)的方法的流程图。
在附图中，带下划线的数字用于表示带下划线的数字所在的项目或与带下划线的数字相邻的项目。不带下划线的数字与由将不带下划线的数字与项目关联的线标识的项目有关。当一个数字不带下划线并具有关联的箭头时，不带下划线的数字用于标识箭头指向的一般项目。
具体实施方式
以下详细描述说明了本发明的实施例以及可以实现这些实施例的方式。虽然已经公开了实施本发明的一些模式，但本领域技术人员应认识到，也可以存在用于实施或实践本发明的其它实施例。
图1是根据本发明的实施例的包括有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)的方框图。参考图1，示出了包括有功功率转换装置(active powerconversion apparatus，APCA)102、电网104和控制器106的方框图100。还示出了储能资源108、第一状态变量110A、第二状态变量110B以及线性滤波器112和114。
APCA102用于估计连接到APCA102的电网104的电网频率。APCA 102用于提供电网频率控制服务。
电网104是包括发电站、输电线路、变电站、变压器、配电线路等的电力系统网络。换句话说，电网104用于供电，涵盖从发电一直到使用电网满足日常需求的客户的全过程。
控制器106可以包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，用于接收APCA 102和电网104之间的至少一个相电流的测量。控制器106的实施例可以包括但不限于中央数据处理设备、微处理器、微控制器、复杂指令集计算(complex instruction set computing，CISC)处理器、专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)处理器、精简指令集(reduced instruction set，RISC)处理器、超长指令字(very long instructionword，VLIW)处理器、状态机，以及其它处理器或控制电路。在一种实现方式中，控制器106并联连接以控制电流控制(current control，CC)块和脉冲宽度调制(pulse widthmodulation，PWM)块(即CC+PWM)。
储能资源108也可以称为储能设备。在一种实现方式中，储能资源108对应于电池。在一种实现方式中，储能资源108(pst(t))的存储功率为400千瓦(kilo watt，kW)。在一个示例中，储能资源108连接到可再生能源，例如风能或太阳能光伏(solar photovoltaic，PV)，其发电功率(pre(t))为2兆瓦(Mega Watt，MW)标称值。
第一状态变量110A和第二状态变量110B是两个不同的可变元素。在一个示例中，第一状态变量110A和第二状态变量110B用于重构同步参考坐标系。在另一个示例中，第一状态变量110A表示为id，第二状态变量110B表示为iq。
线性滤波器112和114可以包括用于执行滤波器操作的适当逻辑、电路、接口和/或代码。在一种实现方式中，线性滤波器112用于应用于APCA 102的第一状态变量110A，线性滤波器114用于应用于线性滤波器112的输出和第二状态变量110B。在一种实现方式中，每个滤波器对应于低通线性滤波器、电感器(L)和电容器(C)的并联组合。换句话说，线性滤波器112对应于LC并联电路，线性滤波器114也对应于另一个LC并联电路。
在操作中，控制器106用于接收APCA102和电网104之间的至少一个相电流的测量。控制器106还用于将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。控制器106还用于确定要在电网频率估计中使用的直流和正交电流基准。控制器106还用于将电网频率估计确定为强制将电流误差信号的平均值中的至少一个归零的操纵变量。首先，控制器106用于接收APCA102和电网104之间的至少一个相电流的测量。例如，控制器106用于从实际AC电流[iaib ic]接收至少一个相电流，其中，[ia ib ic]表示三相电流值。控制器106还用于将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。在一种实现方式中，控制器106使用重构电流同步参考坐标(reframing current synchronous reference frame，RCSRF)以及电流控制块和脉冲宽度调制块的控制来将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标，如图2进一步所示和描述。此后，APCA102的控制器106用于将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。在一个示例中，控制器106用于将ia转换为至少一个同步参考坐标。在另一个示例中，控制器106用于将ib转换为至少一个同步参考坐标。在另一个示例中，控制器106用于将ic转换为至少一个同步参考坐标，如图2进一步所示和描述。
控制器106还用于确定作为平面中两个线性独立向量(即，两个完全解耦的变量)的直流和正交电流基准。在一个示例中，直流和正交电流基准表示为此外，控制器106用于执行dq坐标电流控制操作，例如通过电力电子转换系统(power electronicsconversion system，PECS)的电网接口，以确定直流和正交电流基准。此后，APCA 102的控制器106使用直流和正交电流基准来确定电网104的电网频率估计。在一种实现方式中，电网频率估计表示为此外，电网频率估计是根据操纵变量确定的，该操纵变量强制电流误差信号的平均值中的至少一个归零，如图4进一步所示和描述。
在一种实现方式中，控制器106用于通过将电流误差信号的平均值中的至少一个强制归零来确定电网频率估计。在一个示例中，电流误差信号的平均值中的至少一个对应于dq坐标实际电流值的直流(direct current，DC)误差(即，重构)。因此，每当实现稳态时，控制器106跟踪电网104，并且还处理APCA 102(用于完美地解耦电网104的有功/无功电流方向)，例如通过直流和正交电流基准。与传统方法相比，这样做的好处是，控制器106用于首先确定电网频率估计，然后相应地设置储能资源108的功率基准作为该估计值的函数。此外，控制器106有利于确定准确和平滑的电网频率估计。
根据实施例，控制器106还用于根据直流基准确定至少一个同步参考坐标。换句话说，至少一个同步参考坐标仅基于直流基准(即，)确定。在一个示例中，至少一个同步参考坐标是通过将至少一个相电流除以直流基准来确定的。
根据实施例，控制器106还用于根据正交电流基准确定至少一个同步参考坐标。换句话说，至少一个同步参考坐标仅基于正交电流基准(即，)确定。在一个示例中，至少一个同步参考坐标是通过将至少一个相电流除以直流基准来确定的。
根据实施例，控制器106还用于根据电流误差信号确定直流和/或正交电流基准，所述电流误差信号是通过从直流和正交电流基准中减去至少一个相电流的测量值而确定的。在一种实现方式中，从直流和正交电流基准中减去至少一个相电流(即，ia or ib oric)。之后，通过该减法运算来确定误差值(例如，Δig)。在一个示例中，电流误差信号进一步通过滤波器。在一种实现方式中，控制器106还用于根据电流误差信号确定直流基准。在另一种实现方式中，控制器106还用于根据电流误差信号确定正交电流基准。在另一种实现方式中，控制器106还用于根据电流误差信号确定直流和正交电流基准，如图4进一步所示和描述。
根据实施例，控制器106还用于根据对电网频率估计进行求积获得的角度驱动的派克变换，将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。在一种实现方式中，例如通过积分电路对估计的电网频率进行求积，其输出以所述角度(例如，)的形式产生。该角度进一步用于驱动派克变换。在一个示例中，派克变换用于将αβ坐标中的两个分量转换为正交旋转参考坐标。因此，控制器106使用派克变换将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标，例如通过重构电流同步参考坐标(reframing current synchronous referenceframe，RCSRF)。派克变换有利于以所述角度旋转至少一个同步参考坐标。
根据实施例，控制器106还用于根据电网频率估计将有功功率注入从至少一个可用的储能资源108输送到电网104。在一种实现方式中，电网频率估计用于驱动功率注入频率控制(power injection frequency control，PIFC)块，并最终将进出储能资源108的有功功率注入提供给电网104。在一个示例中，储能资源108的有功功率注入被表示为pst(t)。
根据实施例，APCA102还包括线性滤波器112，用于应用于APCA102的第一状态变量110A。APCA 102还包括用于应用于线性滤波器112的输出和表示直流测量或基准的第二状态变量110B的线性滤波器114。在一种实现方式中，线性滤波器112和线性滤波器114工作在频域中。在一个示例中，线性滤波器112的值可以等于1，并且线性滤波器114可以充当主控制器。在另一种实现方式中，第一状态变量110A对应于电流值，例如第二状态变量110B也对应于电流值，例如在一个示例中，下标“d”对应于直流基准，下标“q”对应于正交电流基准。此外，上标“F”意味着在进入循环之前，第一状态变量110A(或输入变量)可以用线性滤波器112预滤波，上标“B”意味着在除法运算中使用的第二状态变量110B可以被限定在避免零的值范围内，例如避免除零问题。此外，应用于线性滤波器112的输出的线性滤波器114和表示直流测量(或基准)的第二状态变量110B，如图4进一步所示。
根据实施例，控制器106还用于限定第二状态变量110B以避免除零问题。换句话说，在除法运算中使用的第二状态变量110B可以被限定在避免零的值范围内，例如避免除零问题。
根据实施例，来自储能资源108的注入功率与估计频率之间的关系基于线性函数。在一种实现方式中，来自储能资源108的注入功率旨在减轻电网频率估计的偏差。此外，控制器106用于存储来自储能资源108的注入功率与基于线性函数(例如ωg(t)相对pst(t)函数)的估计频率之间的关系。控制器106还用于考虑最大频率偏差和最大可用功率以提供服务。
根据实施例，线性函数是下垂函数。换句话说，线性函数，例如来自储能资源108的注入功率和估计频率之间的ωg(t)相对pst(t)函数是下垂函数(或线性下垂函数)，如图5A进一步所示和描述。在一个示例中，下垂函数也可以被称为频率-功率函数，并且可以在不损害本发明的基本功能的情况下阐述其它更详细的关系。此外，定义了基本功能后，控制器106用于使用在储能资源108(或逆变器终端)处可用的电测量来准确地确定电网频率估计。
APCA 102用于估计连接到APCA 102的电网104的电网频率。换句话说，APCA 102在配备有储能资源108的电网104(或电力电子单元)中提供频率控制服务。此外，APCA 102的控制器106以更大的带宽工作，这确保了能够完美跟踪电网104中的频率控制服务。这样做的好处是，与传统方法相比，控制器106可以将电网频率估计确定为强制将电流误差信号的平均值中的至少一个归零的操纵变量。换句话说，假设能够实现完美跟踪，则控制器106可以计算电流控制实现的零误差状态误差。
图2是根据本发明的实施例的有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)的控制器图。图2结合图1的元素进行了描述。参考图2，示出了有功功率转换装置(active power conversion apparatus，APCA)200的电路图，包括输入块202、电流控制(current control，CC)和脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)块204、重构电流同步参考坐标(reframing current synchronous reference frame，RCSRF)块206、积分电路208、频率控制功率注入(power injection for frequency control，PIFC)块210，输出逆变器电压块212和储能资源108。
APCA 200对应于图1中的APCA 102。输入块202可以包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，用于提供电流基准，例如直流和正交电流基准(即，)，它们进一步用于频率估计。在一个示例中，电流基准是由一个或多个外部循环生成的。
电流控制和脉冲宽度调制块204统称为图1的控制器106。RCSRF块206可以包括用于将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标的适当逻辑、电路、接口和/或代码。
积分电路208可以包括适当的逻辑和电路，用于对估计的电网频率进行求积。PIFC块210由电网频率估计驱动，并最终提供进出储能资源108的功率。输出逆变器电压块212用于产生输出逆变器电压，例如
在一种实现方式中，输入块202用于提供电流基准电流基准与dq坐标[id iq]中的实际电流一起用作RCSRF块206的输入。在一个示例中，RCSRF块206还接收实际AC电流[ia ib ic].。此后，RCSRF块206用于确定电网频率估计电网频率估计还被发送到积分电路208和PIFC块210。积分电路208用于对电网频率估计进行求积，并且还用于提供角度(或相位角)，该角度(或相位角)进一步用于驱动派克变换。此后，电流控制和脉冲宽度调制块204用于接收电流基准实际AC电流[ia ib ic]和积分电路208的输出(即，)。换句话说，根据和来计算dq坐标实际电流[id iq]，然后在电流控制块(或闭环dq坐标电流控制)中使用。之后，电流控制和脉冲宽度调制块204用于计算PWM基准，并最终设置输出逆变器电压块212的输出逆变器电压此外，电网频率估计还用于驱动PIFC块210，PIFC块210进一步提供进出储能资源108的功率。在一个示例中，储能资源108的存储功率表示为pst(t)。在另一个示例中，储能资源108的存储功率约为400kW。然而，储能资源108可以具有存储功率的其它可能值，而不限制本发明的范围。
在另一种实现方式中，RCSRF块206用于确定电网频率估计ωg，RCSRF块206的原理和细节描述如下：
首先，正序列dq坐标(或同步参考坐标)上的电流等式由实际电网频率定义，如等式(1a)和(1b)所示：
sid＝-ωgiq+ud/Ld-ed/Ld(1a)
siq＝ωgid+uq/Lq-eq/Lq(1b)
Ld和Lq对应于等效电感器，这是由假设Zcs(ω)和Zg(ω)是纯电感的，并且Zcp(ω)≈0处于50/60赫兹(Hertz，Hz)下来获得的。
其余的变量是指具有dq索引的变量，指的是dq坐标操作。在一个示例中，DC变量用于两个解耦系统(d和q)，这两个系统简化了控制实现方式和理论分析(例如，主要用于电网和电机)。此后，电网电压与d轴对齐(即，eq＝0)，以便选择同步参考坐标。因此，电流控制和脉冲宽度调制块204以大带宽工作，这确保了完美的跟踪。假设能够实现完美跟踪，电流控制和脉冲宽度调制块204进一步确定将频率估计用作操纵变量，该操纵变量强制电流误差信号的平均值中的至少一个归零。换句话说，电流控制和脉冲宽度调制块204用于计算零误差状态，例如通过使d/dt项＝0来计算电流控制和脉冲宽度调制块204的操作点。在一个示例中，零误差状态是由电流控制和脉冲宽度调制块204通过为等式(1a)和(1b)设置s＝0的值来实现的，其结果是：
ωgIq＝Ud/Ld-Ed/Ld(2a)
ωgId＝Uq/Lq(2b)
因为eq＝0，所以等式(2a)由等式(1a)获得，等式(2b)由等式(1b)获得。此外，大写变量用于表示直流值或稳态解。在一个示例中，对于在(2)中实现的稳态操作点，等式(1a)和(1b)可以重写为：
sid＝-ωgiq+ωgIq(3a)
siq＝ωgid+ωgId(3b)
等式(3a)由等式(1a)获得，等式(3b)由等式(1b)获得。然后，同步参考坐标频率现在通过替换更改为由估计频率定义的参考坐标，如下所示：
等式(4a)由等式(3a)获得，等式(4b)由等式(3b)获得。等式(4a)和等式(4b)是RCSRF块206使用的基本等式。之后，将修改估计变量直到它与实际变量ωg匹配。为此，下一步是围绕操作点执行小信号分析，例如ωg＝Ωn+Δωg、id＝Id+ΔId和iq＝Iq+ΔIq，从而获得
等式(5a)由等式(4a)获得，等式(5b)由等式(4b)获得，其中Ωn＝2π50rad/s是标称角电网频率(50Hz电网)的中心值。此外，在向量状态空间模式下，等式(5a)和(5b)被组合并写为：
从等式(6)中可以清楚地看出，重构同步参考坐标系统使用Δid和Δiq作为状态变量，Id和Iq作为取决于操作点的常数值(实际上，可以在(6)中替换Id，Iq)，作为操纵变量，Δωg作为待估计(或干扰)的未知变量。图4示出了根据所解释的模型的频率估计器的实施例。
图3是根据本发明的实施例的有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)的电路图。图3结合图1和2中的元素进行了描述。参考图3，示出了有功功率转换装置(active power conversion apparatus，APCA)300的电路图。APCA 300包括可再生能源302、储能资源304、第一电力电子转换系统(first power electronicsconversion system，PECS1)306、第二电力电子转换系统(second power electronicsconversion system，PECS2)308和电机310。
APCA 300对应于图1中的APCA 1021(或图2中的APCA 200)。APCA用于通过储能资源304提供频率控制服务，将可再生能源302整合到电网104中。
可再生能源302对应于用于产生电能的能源。在一个示例中，可再生能源302对应于风能或太阳能光伏(solar photovoltaic，PV)逆变器。
储能资源304对应于图1中的储能资源108。在一个示例中，储能资源304可以对应于电池。
第一电力电子转换系统306和第二电力电子转换系统308用于将从可再生能源302或储能资源304接收的电力转换为中间DC总线。在一个示例中，每个电力电子转换系统包括无源开关和有源开关的组合，然而，在不限制本发明范围的情况下，另一种组合也是可能的。电机310描绘了电力系统的过度简化模型。电机310的示例包括但不限于电机等。
在一种实现方式中，可再生能源302用于产生单向瞬时功率pre(t)，储能资源304用于产生双向瞬时功率pst(t)。可再生能源302和储能资源304的输出还连接到第一电力电子转换系统306，第一电力电子转换系统306用于产生进入DC链路的瞬时功率pi(t)。图3还示出了存在平行布置在第一电力电子单元转换系统306和第二电力电子单元转换系统308之间的DC链路电容器。此外，DC链路电压vdc(t)也会穿过DC链路电容器。因此，瞬时功率po(t)在第二电力电子转换系统308的输入点流出，即从DC链路输送到AC电网。之后，第二电力电子转换系统308将来自中间DC链路(或DC总线)的电力转换输送到AC电网。此后，第二电力电子单元转换系统308的输出通过LC并联滤波器滤波。然而，可以使用其它可能的配置，如L、LCL等，而不限制本发明的范围。在一个示例中，电网模式由电机等效物表示，该电机等效物由串联阻抗和旋转电机形成。在一个示例中，是输出AC电压向量，其对应于电流控制逆变器的操纵变量，并且是时域中的输出AC电流向量。
此外，还示出了LC逆变器输出滤波器布置在第二电力电子转换系统308的输出处，并且可以看出，是电容器上的电压以及阻抗Zcp(ω)。在一个示例中，Zcp(ω)是电力系统模型的阻抗。它可以假定为电容性的，或者对于50Hz的主组件，它是开路的(即，可忽略不计)。此外，还示出了在频域中定义的电力系统的阻抗Zg(ω)。在一个示例中，电力系统的这种阻抗可以假定在所有频谱中都是电感-电阻的。此外，还显示了AC转换器输出处的串联阻抗Zcs(ω)。在一个示例中，这种串联阻抗可以假定在所有频谱中都是电感-电阻的。此外，还示出了描绘电力系统的过度简化模型的电机310。此外，还示出了布置在LC逆变器输出滤波器的输出处的电机310。在一个示例中，表示电机等效物的内部电压，并且ωg(t)对应于电力系统的旋转。
图4是根据本发明的实施例，描绘用于电网频率估计的有功功率转换装置(activepower conversion apparatus，APCA)的控制器图。图4结合图1、2和3中的元素进行了描述。参考图4，示出了描述用于电网频率估计的有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)400的电路图。APCA 400包括第一逻辑电路402、第二逻辑电路404、线性滤波器406、第三逻辑电路408、线性滤波器410和第四逻辑电路412。
在一种实现方式中，第二电力电子转换系统308提供的有功功率大于最小阈值。此外，第一逻辑电路402用于接收至少一个相电流(即，ia or ib or ic)的测量。此后，至少一个相电流进一步除以dq坐标值。第一逻辑电路402还用于根据角度驱动的派克变换将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。这是通过对电网频率估计进行求积来获得的。之后，第二逻辑电路404用于接收第一状态变量110A(即，电流值，例如)和至少一个相电流正交电流基准。此外，第二逻辑电路404还用于根据电流误差信号确定直流和/或正交电流基准，所述电流误差信号是通过从直流或正交电流基准中减去至少一个相电流的测量值而确定的。之后，通过减法运算确定误差值(例如，Δig)，并将误差值(例如，Δig)应用于线性滤波器406。在一个示例中，线性滤波器406被表示为Kr。在一种实现方式中，线性滤波器406应用于APCA 102的第一状态变量110A。
此外，还示出了线性滤波器406的输出进一步由第三逻辑电路408接收。第三逻辑电路408还接收第二状态变量110B(或电流值，例如)。之后，第三逻辑电路408的输出被应用到线性滤波器410。在一种实现方式中，线性滤波器406的输出还应用于线性滤波器410的输出，第二状态变量110B表示直流测量或基准。线性滤波器410还产生以作为操纵变量。操纵变量由第四逻辑电路412接收。此外，第四逻辑电路412还接收中心值Ωn。在一个示例中，提供了标称角电网频率(50Hz电网)的中心值Ωn＝2π50rad/s。因此，获得了估计变量直到与实际变量ωg匹配。
在一种实现方式中，APCA 400对应于电力系统，该电力系统包括两个兆伏安(megavolt-ampere，MVA)同步发电机单元，具有经典的初级和次级控制。此外，消耗由两个2MW电阻器实现，当电阻器连接/断开时，会强制进行负载阶跃响应。此外，APCA 400的控制器106用于控制功率和电流注入以提供频率控制服务。控制器106被调谐为具有约25毫秒(millisecond，ms)的闭环时间常数。该调谐过程使得RCSRF块206比控制器106或电流控制和脉冲宽度调制块204慢得多。在一个示例中，RCSRF块206比时间常数值小于1ms的控制器106慢得多。
图5A是根据本发明的实施例，示出了用于激活重构电流同步参考坐标(reframingcurrent synchronous reference frame，RCSRF)块的时间和频率之间的关系的图形表示。图5A结合图1、2、3和4中的元素进行了描述。参考图5A，示出了图形表示500A，其示出了用于激活重构电流同步参考坐标(reframing current synchronous reference frame，RCSRF)块206的时间和频率之间的关系。图形表示500A包括X轴502和Y轴504。
图形表示500A表示X轴502上的时间和Y轴504上的频率。在图形表示500A中，线506、508、510和512示出了频率估计。具体地，线506示出了由同步电机(SM1)给出的频率估计值，线508示出了由另一个同步电机(SM2)给出的频率估计值。类似地，线510示出了由锁相环(phase-locked loop，PLL)给出的频率估计值，线512示出了由RCSRF块206给出的频率估计值。在一个示例中，建立时间约为100毫秒(millisecond，ms)，大致对应于设计中预测的25ms时间常数。线512还示出了APCA 102最初在空载情况下启动，并且突然连接了2MW负载。当控制器106(或逆变器控制)检测到高于其5％标称值的有功电流消耗时，RCSRF块206被激活。在一个示例中，PIFC块210连接到RCSRF块206，并且PIFC块210用于使用线性下垂关系，对于该线性下垂关系，±1Hz对应于±400MW补偿功率。
图5B是根据本发明的实施例，示出了通过频率控制功率注入(power injectionfor frequency control，PIFC)块进行频率控制的图形表示。图5B结合图1、2、3、4和5A中的元素进行了描述。参考图5B，示出了图形表示500B，其示出了通过频率控制功率注入(powerinjection for frequency control，PIFC)块210进行频率控制的时间和频率之间的关系。图形表示500B包括X轴502和Y轴504。具体地，图形表示500B示出了当将频率估计用作PIFC块210的输入来启用频率控制时的模拟结果。
图形表示500B表示X轴502上的时间和Y轴504上的频率。在图形表示500B中，线514和516示出了PIFC块210进行的频率控制。具体地，线514示出了由没有频率控制的同步电机(SM1)给出的频率估计值，线516示出了由具有频率控制的其它同步电机(SM2)给出的频率估计值。在一种实现方式中，将频率估计用作PIFC块210的输入来启用频率控制。在一个示例中，电网104(或电网)具有2MW负载，并且突然，在80秒(second，s)的值处连接第二2MW负载，产生频率偏移。PIFC块210使用线性下降关系，对于该关系，±1Hz对应于±400MW补偿功率。有补偿和没有补偿的性能如图5B所示，其中显示了最低点(即最小频率峰值)和频率变化率(rate of change of frequency，ROCOF)的降低。
图5C是根据本发明的实施例，示出了频率测量的图形表示。图5C结合图1、2、3、4、5A和5B中的元素进行了描述。参考图5C，示出了图示时间和频率之间关系的图形表示500C。图形表示500C包括X轴502和Y轴504。
图形表示500C表示X轴502上的时间和Y轴504上的频率。在图形表示500C中，线518和520示出了两个同步电机的频率测量，线522示出了RCSRF块206的频率测量。可以清楚地看到，线518、520和522重叠，并提供了类似的频率测量值。
图5D是根据本发明的实施例，示出了频率测量的模拟值的比较分析的图形表示。图5D结合图1、2、3、4、5A、5B和5C中的元素进行了描述。参考图5D，示出了图形表示500D，其说明了时间和频率之间的关系，用于比较分析频率的模拟值。图形表示500D包括X轴502和Y轴504，并且时间刻度已经改变以看到事件之后的瞬间。
图形表示500D表示X轴502上的时间和Y轴504上的频率。在图形表示500D中，线524示出了从RCSRF块206获得的频率估计值，线526示出了从PLL获得的频率估计值，线528示出了从同步电机获得的频率估计值。在一个示例中，PLL测量vc(t)处电压的频率。从图形表示500C中可以清楚地看出，PLL并不那么可靠，因为它使用一个弱变量而不是一个强变量作为输入，而且随着功率步长的增长，PLL的性能还会变差。相反，RCSRF块206能够很好且平滑地跟随同步电机波形。
图6是根据本发明的实施例，示出了包括有功功率转换装置(active powerconversion apparatus，APCA)的系统的方框图。图6结合图1、2、3、4、5A、5B、5C和5D中的元素进行了描述。参考图6，示出了方框图600，其示出了包括电流控制(current control，CC)块604、脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)块606和APCA 102的系统602。
系统602可以对应于电力系统。电流控制块604和脉冲宽度调制块606统称为图2的电流控制和脉冲宽度调制块204。
提供了包括APCA 102和电流控制块604的系统602。电流控制块604包括脉冲宽度调制块606，电流控制块116用于设置PWM块606的基准，作为电流基准、AC电流测量以及通过对估计频率进行求积获得的相位角的函数。系统602实现了APCA 102的所有优点和技术效果。
图7是根据本发明的实施例，用于有功功率转换装置(active power conversionapparatus，APCA)的方法的流程图。图7结合图1、2、3、4、5A、5B、5C、5D和6中的元素进行了描述。参考图7、示出了用于APCA 102(或APCA 200、或APCA 300、或APCA 400)的方法700的流程图。
提供了用于有功功率转换装置(active power conversion apparatus，APCA)102中的方法700，该装置用于估计连接到APCA 102的电网104的电网频率。方法700用于提供电网频率控制服务。频率估计用于调整由APCA 102输送到电网104的有功功率量。
在步骤702，方法700包括接收APCA 102和电网104之间的至少一个相电流的测量。例如，方法700包括，从实际AC电流[ia ib ic]接收至少一个相电流的测量，其中，[ia ib ic]表示三相电流值。
在步骤704，方法700包括将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。在一种实现方式中，方法700使用重构电流同步参考坐标(reframing current synchronousreference frame，RCSRF)以及电流控制块和脉冲宽度调制块的控制来将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。
在步骤706，方法700包括确定要在频率估计中使用的直流和正交电流基准。直流和正交电流基准是平面中的两个线性独立的向量(即，两个完全解耦的变量)。
在步骤708，方法700包括，确定频率估计用作强制电流误差信号的平均值中的至少一个归零的操纵变量。换句话说，方法700包括使用直流和正交电流基准来确定电网104的电网频率估计。在一种实现方式中，电网频率估计表示为此外，电网频率估计是根据操纵变量确定的，该操纵变量强制电流误差信号的平均值中的至少一个归零，如上述图4所述。
根据实施例，方法700还包括根据直流分量确定至少一个同步参考坐标。换句话说，至少一个同步参考坐标仅基于直流基准(即，)确定。
根据实施例，方法700还包括根据正交分量确定至少一个同步参考坐标。换句话说，至少一个同步参考坐标仅基于正交电流基准(即，)确定。
根据实施例，方法700还包括根据电流误差信号确定直流和/或正交电流基准，所述电流误差信号是通过从直流和正交电流基准中减去至少一个相电流的测量值而确定的。在一种实现方式中，从直流和正交电流基准中减去至少一个相电流(即，ia or ib or ic)。在一种实现方式中，方法700还包括根据电流误差信号确定直流基准。在另一种实现方式中，方法700还包括根据电流误差信号确定正交电流基准。在另一种实现方式中，方法700还包括根据电流误差信号确定直流和正交电流基准。
根据实施例，方法700还包括根据对电网频率估计进行求积获得的角度驱动的派克变换，将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。在一种实现方式中，方法700包括通过积分电路对估计的电网频率进行求积，其输出以所述角度(例如，)的形式产生。该角度进一步用于驱动派克变换。因此，方法700包括使用派克变换将至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标，例如通过重构电流同步参考坐标(reframing currentsynchronous reference frame，RCSRF)。派克变换有利于以所述角度旋转至少一个同步参考坐标。
根据实施例，方法700还包括根据电网频率估计将有功功率注入从至少一个可用的储能资源108输送到电网104。在一种实现方式中，电网频率估计用于驱动功率注入频率控制(power injection frequency control，PIFC)块，例如电网104，并最终将进出储能资源108的有功功率注入提供给电网104。
根据实施例，APCA 102还包括线性滤波器112，用于应用于APCA 102的第一状态变量110A，以及用于应用于线性滤波器112的输出和表示直流测量或基准的第二状态变量110B的线性滤波器114。在一种实现方式中，线性滤波器112和线性滤波器114工作在频域中，线性滤波器114可以充当主控制器(例如，控制器106)。此外，还有应用于线性滤波器112的输出和表示直流测量(或基准)的第二状态变量110B的线性滤波器114。
根据实施例，方法700还包括限定第二状态变量110B以避免除零问题。换句话说，在除法运算中使用的第二状态变量110B可以被限定在避免零的值范围内，例如避免除零问题。
根据实施例，来自储能资源108的注入功率与估计频率之间的关系基于线性函数。在一种实现方式中，来自储能资源108的注入功率旨在减轻电网频率估计的偏差。此外，方法700包括，存储来自储能资源108的注入功率与基于线性函数(例如ωg(t)相对pst(t)函数)的估计频率之间的关系。方法700还包括考虑最大频率偏差和最大可用功率以提供服务。
根据实施例，线性函数是下垂函数。换句话说，线性函数，例如来自储能资源108的注入功率和估计频率之间的ωg(t)相对pst(t)函数是下垂函数(或线性下垂函数)。此外，定义了基本功能后，方法700还包括使用在储能资源108(或逆变器终端)处可用的电测量来确定电网频率估计。
方法700用于APCA 102中，用于估计连接到APCA102的电网104的电网频率。换句话说，方法700在配备有储能资源108的电网104(或电力电子单元)中提供频率控制服务。这样做的好处是，与传统方法相比，方法700可用于将电网频率估计确定为强制将电流误差信号的平均值中的至少一个归零的操纵变量。
步骤702至708仅仅是说明性的，还可以提供其它替代方案，其中添加一个或多个步骤，删除一个或多个步骤，或以不同的顺序提供一个或多个步骤，而不脱离本文权利要求的范围。
在不脱离所附权利要求所定义的本发明范围的情况下，可以对上文描述的本发明的实施例进行修改。如“包括”、“包含”、“并入”、“是/为”等用于描述和要求保护本发明的表述旨在以非排他性的方式解释，即允许未明确描述的项目、组件或元件也存在。对单数的引用也应解释为涉及复数。本文使用的词语“示例性”表示“作为一个示例、实例或说明”。任何被描述为“示例性的”实施例不一定解释为比其它实施例更优选或更有利，和/或排除其它实施例的特征的结合。本文使用的词语“可选地”表示“在一些实施例中提供且在其它实施例中没有提供”。应当理解，为了清楚起见而在单独实施例的上下文中描述的本发明的某些特征还可以通过组合提供在单个实施例中。相反地，为了简洁起见在单个实施例的上下文中描述的本发明的各个特征也可以单独地或以任何合适的组合或作为本发明的任何其它描述的实施例提供。

Claims (21)

1.一种有功功率转换装置(active power conversion apparatus，APCA)(102、200、300、400)，其特征在于，用于估计连接到所述APCA(102、200、300、400)的电网(104)的电网频率，所述APCA(102、200、300、400)包括控制器(106)，用于：
接收所述APCA(102、200、300、400)和所述电网(104)之间的至少一个相电流的测量；
将所述至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标；
确定在所述频率估计中使用的直流和正交电流基准；
确定所述频率估计用作强制电流误差信号的平均值中的至少一个归零的操纵变量。
2.根据权利要求1所述的APCA(102、200、300、400)，其特征在于，所述控制器(106)还用于根据所述直流分量确定所述至少一个同步参考坐标。
3.根据权利要求1或2所述的APCA(102、200、300、400)，其特征在于，所述控制器(106)还用于根据所述正交分量确定所述至少一个同步参考坐标。
4.根据权利要求1、2或3所述的APCA(102、200、300、400)，其特征在于，所述控制器(106)还用于根据电流误差信号确定所述直流和/或正交电流基准，所述电流误差信号是通过从所述直流和正交电流基准中减去至少一个相电流的测量值而确定的。
5.根据上述权利要求中任一项所述的APCA(102、200、300、400)，其特征在于，所述控制器(106)根据对所述电网频率估计进行求积获得的角度驱动的派克变换，将所述至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。
6.根据上述权利要求中任一项所述的APCA(102、200、300、400)，其特征在于，所述控制器(106)还用于根据所述电网频率估计将所述有功功率注入从至少一个可用的储能资源(108)输送到所述电网。
7.根据上述权利要求中任一项所述的APCA(102、200、300、400)，其特征在于，所述APCA(102、200、300、400)还包括：
线性滤波器(112、406)，用于应用于所述APCA(102、200、300、400)的第一状态变量(110A)；
线性滤波器(114、410)，用于应用于所述线性滤波器(112、406)的输出，以及表示直流测量或基准的第二状态变量(110B)。
8.根据权利要求7所述的APCA(102、200、300、400)，其特征在于，所述控制器(106)还用于限定所述第二状态变量(110B)以避免除零问题。
9.根据上述权利要求中任一项所述的APCA(102、200、300、400)，其特征在于，来自所述储能资源(108)的注入功率与估计频率之间的关系基于线性函数。
10.根据权利要求9所述的APCA(102、200、300、400)，其特征在于，所述线性函数是下垂函数。
11.一种系统(602)，包括根据上述权利要求中任一项所述的APCA(102、200、300、400)和电流控制(current control，CC)块(604)，其特征在于，所述CC块(604)包括脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)块(606)，所述CC块(604)用于设置PWM块(606)的基准以作为电流基准的函数；AC电流测量和通过对所述估计频率进行求积获得的相位角。
12.一种用于有功功率转换装置(active power conversion apparatus，APCA)(102、200、300、400)的方法(700)，其特征在于，所述方法用于估计连接到APCA(102、200、300、400)的电网(104)的电网频率，所述方法(700)包括：
接收所述APCA(102、200、300、400)和所述电网(104)之间的至少一个相电流的测量；
将所述至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标；
确定在所述频率估计中使用的直流和正交电流基准；
确定所述频率估计用作强制电流误差信号的平均值中的至少一个归零的操纵变量。
13.根据权利要求11所述的方法(700)，其特征在于，所述方法(700)还包括根据所述直流分量确定所述至少一个同步参考坐标。
14.根据权利要求11或12所述的方法(700)，其特征在于，所述方法(700)还包括根据所述正交分量确定所述至少一个同步参考坐标。
15.根据权利要求12或13所述的方法(700)，其特征在于，所述方法(700)还包括根据电流误差信号确定所述直流和/或正交电流基准，所述电流误差信号是通过从所述直流和正交电流基准中减去至少一个相电流的测量值而确定的。
16.根据权利要求11至14中任一项所述的方法(700)，其特征在于，所述方法(700)还包括根据对所述电网频率估计进行求积获得的角度驱动的派克变换，将所述至少一个相电流转换为至少一个同步参考坐标。
17.根据权利要求11至15中任一项所述的方法(700)，其特征在于，所述方法(700)还包括根据所述电网频率估计，将所述有功功率注入从至少一个可用的储能资源(108)输送到所述电网(104)。
18.根据权利要求11至16中任一项所述的方法(700)，其特征在于，所述APCA(102、200、300、400)还包括：
线性滤波器(112、406)，用于应用于所述APCA(102、200、300、400)的第一状态变量(110A)；
线性滤波器(114、410)，用于应用于所述线性滤波器(112、406)的输出，以及表示直流测量或基准的第二状态变量(110B)。
19.根据权利要求17所述的方法(700)，其特征在于，所述方法(700)还包括限定所述第二状态变量(110B)以避免除零问题。
20.根据权利要求11至18中任一项所述的方法(700)，其特征在于，来自所述储能资源(108)的注入功率与估计频率之间的关系基于线性函数。
21.根据权利要求11至19中任一项所述的方法(700)，其特征在于，所述线性函数是下垂函数。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0820699D0 (en) 2008-11-12 2008-12-17 Ulive Entpr Ltd Static synchronous generators
ES2402467B1 (es) 2011-02-28 2014-01-27 Abengoa Solar New Technologies S.A. Controlador de potencia síncrona de un sistema de generación basado en convertidores estáticos de potencia.
EP3487060A1 (en) 2017-11-17 2019-05-22 ABB Schweiz AG Method and control system for controlling a voltage source converter using power-synchronisation control
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