一種用于控制變流器的反饋系統和儲能系統技術方案

本發明專利技術提供了一種用于控制變流器的反饋系統和儲能系統。該反饋系統包括：高通濾波器，被配置為對變流器中的高壓直流中的母線電壓紋波信號進行濾波，并將濾波后的濾波信號輸出給補償電路；補償電路，被配置為接收所述濾波信號并對所述濾波信號進行電流或電壓補償；反饋電路，被配置為接收外部控制信號和已進行電流或電壓補償的濾波信號，并基于所述外部控制信號和已進行電流或電壓補償的濾波信號對所述變流器進行電壓反饋。本發明專利技術實施例提供的用于控制儲能變流器的單元可以有效地對儲能變流器的穩定性進行控制，使儲能變流器紋波得到明顯抑制。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電網控制領域，尤其涉及一種用于控制變流器的反饋系統和儲能系統。
技術介紹
在電網領域，變流器作為電池和電網之間的接口設備，用于實現直流電池和交流電網之間的能量傳遞。變流器的電路結構決定著整個儲能系統的效率和穩定性，而目前的變流器穩定性較差，因而如何對變流器的穩定性進行有效地控制進而提升整個儲能系統的效率和穩定性，是電網領域亟待解決的難題之一。
技術實現思路
本專利技術的目的之一是提供一種用于控制變流器的單元，以對變流器的穩定性進行有效地控制，使變流器具有較低的紋波。根據本專利技術的一個方面，提供了一種用于控制變流器的反饋系統，包括：高通濾波器，被配置為對變流器中的高壓直流中的母線電壓紋波信號進行濾波，并將濾波后的濾波信號輸出給補償電路；補償電路，被配置為接收所述濾波信號并對所述濾波信號進行電流或電壓補償；反饋電路，被配置為接收外部控制信號和已進行電流或電壓補償的濾波信號，并基于所述外部控制信號和已進行電流或電壓補償的濾波信號對所述變流器進行電壓反饋。根據本專利技術的另一個方面，還提供了一種儲能系統，包括：儲能單元，被配置為儲存電能；變流器，被配置為對所述儲能電腦的電壓或/和電流進行轉換；以及用于控制所述變流器的上文所述的反饋系統。與現有技術相比，本專利技術的實施例具有以下優點：由于本專利技術的實施例在反饋系統中引入了補償電路，從而通過反饋電路對所述變流器的電壓或電流的補償，減小所述變流器中直流母線電壓上的紋波，并降低所述變流器的電磁噪聲，從而提升變流器所應用的電網系統的魯棒性。附圖說明通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：圖1示出了變流器所應用的儲能系統的一個例子；圖2示出了所述圖1中各具體元件連接的示意圖；圖3為根據本專利技術的實施例的用于控制變流器的反饋系統2的示意性框圖；圖4(a)示出了本專利技術一個實施例的對二級變流器進行控制的反饋系統2的示意圖；圖4(b)示出了本專利技術一個實施例的對二級變流器進行控制的反饋系統2的另一示意圖；圖5(a)示出了根據本專利技術另一個實施例的對二級變流器進行控制的反饋系統2的示意圖；圖5(b)示出了根據本專利技術另一個實施例的對二級變流器進行控制的反饋系統2的另一示意圖；圖6(a)-1、圖6(a)-2和圖7(a)-1、圖7(a)-2分別示出了現有技術的變流器直流母線的電壓、電流以及作為儲能單元11的蓄電池組的電壓、電流的仿真結果圖；圖6(b)-1、圖6(b)-2示出了在采用本專利技術實施例圖4(a)所示的反饋系統2后變流器直流母線的電壓、電流以及作為儲能單元11的蓄電池組電壓、電流的仿真結果圖；圖7(b)-1、圖7(b)-2示出了在采用本專利技術實施例圖5(a)所示的反饋系統2后變流器直流母線的電壓、電流以及作為儲能單元11的蓄電池組電壓、電流的仿真結果圖；附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步詳細描述。為了更清楚地描述本專利技術的內容，先對變流器應用的場景進行概括地說明。請參考圖1，圖1示出了變流器所應用的儲能系統的一個例子。如圖1所示，所述儲能系統1包括：儲能單元11，被配置為儲存電能；變流器12，被配置為對所述儲能單元的電壓或/和電流進行轉換。其中，所述變流器12可以為單級變流器，也可以為多級變流器。以多級變流器為例，圖1所示的變流器12為二級變流器，包括第一級的直流到直流變流器和級聯所述直流到直流變流器(DC/DC變流器)的第二級的直流到交流變流器(DC/AC變流器)；其中第一級的直流到直流變流器被配置為將輸入的低壓直流轉換為輸出的高壓直流；其中第二級的直流到交流變流器被配置為輸入所述高壓直流并將所述高壓直流轉換為輸出的交流。通常，所述儲能單元11通過變流器12連接到負載，如圖1所示，其中以自發電能且自用電能的電機作為負載的一個例子。其中所述儲能單元11可以為諸如低壓電池、蓄電池組等等。為了更清楚地說明圖1所示的DC/DC變流器121和DC/AC變流器122的結構，可繼續參考圖2，圖2示出了所述圖1中各具體元件連接的示意圖。如圖2所示，DC/DC變流器121主要由電感器L1、第一晶體管S1、第二晶體管S2和電容C1構成，形成升降壓電路。其中，所述第一晶體管S1、第二晶體管S2和電容C1串接，電感L1的一端與第一晶體管S1和第二晶體管S2的公共端連接，電感L1的另一端與第一晶體管S1和電容 C1的公共端連接。圖2所示的儲能單元輸出的直流電壓通過電感L1后在第一晶體管S1和第二晶體管S2進行斬波，電容C1對所述斬波后的電壓高頻紋波進行濾波。如圖2所示，DC/AC變流器122主要由三個獨立的全橋逆變器構成，即包括由Sa1～Sa4、Sb1～Sb4、Sc1～Sc4分別組成的全橋逆變電路，并分別通過每一相的隔離變壓器向電網或負載輸出交流電。以Sa1～Sa4、A相為例，儲能系統中的母線電壓通過Sa1～Sa4組成的全橋逆變電路，輸出交流電，并通過A相的隔離變壓器將變壓后的交流電提供給負載或電網。同理，B相、C相也通過高頻隔離變壓器將變壓后的交流電提供給負載或電網。需要說明的是，圖2所示的電感、晶體管、電容可以由其他能夠實現同樣功能的元件或電路替代，在此不作限定。為了提升整個儲能系統的穩定性，減少變流器上輸出的母線電壓上的紋波，請參考圖3，本專利技術實施例提供了一種用于控制變流器的反饋系統2，包括：高通濾波器101，被配置為對變流器中的高壓直流中的母線電壓紋波信號進行濾波，并將濾波后的濾波信號輸出給補償電路；補償電路102，被配置為接收所述濾波信號并對所述濾波信號進行電流或電壓補償；反饋電路103，被配置為接收外部控制信號和已進行電流或電壓補償的濾波信號，并基于所述外部控制信號和已進行電流或電壓補償的濾波信號對所述變流器進行電壓反饋。其中所述補償電路102可以為由分壓電阻構成的分壓電路，所述分壓電路用于對所述濾波信號進行電流補償，也可以為積分電路，所述積分電路用于對所述濾波信號進行電壓補償。圖3所示的所述變流器可以為單級變流器，也可以為多級變流器。當圖3所示的所述變流器為二級變流器，且包括第一級的直流到直流變流器和級聯所述直流到直流變流器的第二級的直流到交流變流器時，所述補償電路102可以為由分壓電阻構成的分壓電路，所述分壓電路用于對所述 濾波信號進行電流補償。請參考圖4(a)，圖4(a)示出了對二級變流器進行控制的反饋系統2的一個實施例。其中第一級的直流到直流變流器被配置為將輸入的低壓直流轉換為輸出的高壓直流，第二級的直流到交流變流器被配置為輸入所述高壓直流并將所述高壓直流轉換為輸出的交流。如圖4(a)所示，所述高通濾波器101被配置為對所述第一級的直流到直流變流器輸出的高壓直流中的母線電壓紋波信號進行濾波，并將濾波后的濾波信號輸出給補償電路；所述補償電路102被配置為對所述濾波信號進行電流補償；所述反饋電路103被配置為接收外部控制信號和已進行電流補償的濾波信號，并基于所述外部控制信號和已進行電流補償的濾波信號對所述變流器進行電壓反饋。可選地，所述反饋電路103包括比例積分調節器(PI調節器)，則所述反饋電路103基于所述外部控制信號和已進行電流補償的濾波信號進行電壓反饋包本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于控制變流器的反饋系統(2)，包括：高通濾波器(101)，被配置為對變流器中的高壓直流中的母線電壓紋波信號進行濾波，并將濾波后的濾波信號輸出給補償電路；補償電路(102)，被配置為接收所述濾波信號并對所述濾波信號進行電流或電壓補償；反饋電路(103)，被配置為接收外部控制信號和已進行電流或電壓補償的濾波信號，并基于所述外部控制信號和已進行電流或電壓補償的濾波信號對所述變流器進行電壓反饋。

【技術特征摘要】
1.一種用于控制變流器的反饋系統(2)，包括：高通濾波器(101)，被配置為對變流器中的高壓直流中的母線電壓紋波信號進行濾波，并將濾波后的濾波信號輸出給補償電路；補償電路(102)，被配置為接收所述濾波信號并對所述濾波信號進行電流或電壓補償；反饋電路(103)，被配置為接收外部控制信號和已進行電流或電壓補償的濾波信號，并基于所述外部控制信號和已進行電流或電壓補償的濾波信號對所述變流器進行電壓反饋。2.根據權利要求1所述的反饋系統(2)，其中所述補償電路(102)為由分壓電阻構成的分壓電路，所述分壓電路用于對所述濾波信號進行電流補償。3.根據權利要求1所述的反饋系統(2)，其中所述補償電路(102)為積分電路，所述積分電路用于對所述濾波信號進行電壓補償。4.根據權利要求2所述的反饋系統(2)，其中所述變流器為二級變流器，包括第一級的直流到直流變流器和級聯所述直流到直流變流器的第二級的直流到交流變流器；其中第一級的直流到直流變流器被配置為將輸入的低壓直流轉換為輸出的高壓直流；其中第二級的直流到交流變流器被配置為輸入所述高壓直流并將所述高壓直流轉換為輸出的交流；其中所述高通濾波器(101)被配置為對所述第一級的直流到直流變流器輸出的高壓直流中的母線電壓紋波信號進行濾波，并將濾波后的濾波信號輸
\t出給補償電路；其中所述補償電路(102)被配置為對所述濾波信號進行電流補償；其中所述反饋電路(103)被配置為接收外部控制信號和已進行電流補償的濾波信號，并基于所述外部控制信號和已進行電流補償的濾波信號對所述變流器進行電壓反饋。5.根據權利要求3所述的反饋系統(2)，其中所述變流器包括直流到直流變流器，所述直流到直...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周友，吳峂，
申請(專利權)人：神華集團有限責任公司，北京低碳清潔能源研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11