一种多模块并联电能路由器的环流抑制方法、系统、计算机设备及存储介质与流程

本发明涉及一种电能路由器的环流抑制方法，尤其涉及一种多模块并联电能路由器的环流抑制方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术：

1、为了解决新能源的接入和提升新能源的消纳能力，提出了电能路由器的概念。电能路由器具备能量变换、信息路由等功能，但是随着功率需求的增加，单台的变换器可能满足不了运行场景的需求，需要进行多模块的并联。

2、多模块并联后的电能路由器具备高功率，高灵活性等优势，但随着并联模块的增加，其稳定性也面临着严重的挑战。特别是由于共直流母线和共交流母线互联引起的零序环流问题突出。当前技术包含通过采用载波同步及设计一种环流谐振控制器的方法来抑制环流，其优化的调制策略能抑制甚至消除逆变器的共模电压以达到减少环流含量和改善并联系统电磁特性的目的。针对共享直流侧中线的逆变器并联系统，现有最直接有效的消除零序环流的方法是添加隔离变压器和独立采用直流源，上述两种硬件方法分别切断了并联逆变器交流侧和直流侧的环流回路，能完全抑制零序环流，然而随着并联模块数量的增加，每个模块均采用隔离变压器及独立直流源的系统的整体成本和体积会快速上升；通过比较不同类型控制器，技术人员提出用准比例积分谐振控制器抑制低频谐波电流，为低频零序环流的抑制提供了参考。

3、针对逆变器并联系统零序环流问题，如上采用了多种方式进行抑制，如改造硬件结构、采用载波同步、引入新的控制器等方式。采用上述方式都能有效的改善或抑制环流，但是会带来设备成本和体积上的增加以及控制上的难度。

技术实现思路

1、发明目的：针对以上问题，本发明提出一种多模块并联电能路由器的环流抑制方法、系统、计算机设备及存储介质，能有效的改善或抑制环流，并且避免了使用硬件方法抑制环流带来的系统成本和体积增加，同时也避免了采用同步脉冲控制带来的技术难度的增加。

2、技术方案：本发明所采用的技术方案是一种多模块并联电能路由器的环流抑制方法，应用于配电网多模块并联电能路由器拓扑，包括：

3、在接收环流抑制指令后，测量公共交流母线电压vmabc以及公共交流母线电流imabc，通过clark和park变换将公共交流母线电压vmabc变换到旋转坐标系下的电压d轴分量ud、电压q轴分量uq，公共交流母线电流imabc变换到旋转坐标系下的电流d轴分量id、电流q轴分量iq以及零序电流i0；

4、对给定电流的各分量idset、iqset、i0set经过限幅处理，得到限幅后给定电流d轴分量参考值idref、限幅后给定电流q轴分量参考值iqref和限幅后给定电流的零序电流参考值i0ref；

5、公共交流母线电流的电流d轴分量id与限幅后给定电流d轴分量参考值idref的差值通过第一内环pi控制器调节，第一内环pi控制器的输出值叠加电压d轴分量ud，得到抑制后的电压d轴分量；公共交流母线电流的电流q轴分量iq与限幅后给定电流q轴分量参考值iqref的差值通过第二内环pi控制器调节，第二内环pi控制器的输出值叠加电压q轴分量uq，得到抑制后的电压q轴分量；公共交流母线电流的零序电流i0与限幅后给定电流的零序电流参考值i0ref的差值通过第三内环pi控制器调节；

6、将抑制后的电压d轴分量、抑制后的电压q轴分量和第三内环pi控制器的输出量通过反park和clark坐标变换后得到调制波，经过脉宽调制输出脉冲，实现环流抑制。

7、配电网多模块并联电能路由器拓扑，包括：若干并联的电能路由器模块，各模块拓扑相同且各模块具有公共直流母线和公共交流母线。

8、通过对公共交流母线电压进行电压锁相，获得clark和park变换中所需相位角。

9、对给定电流的各分量idset、iqset、i0set经过限幅处理，包括：当输入值大于限幅最大给定值时，输出为最大给定值，小于最小限幅给定值时输出为最小给定值，在限幅最大给定值和最小值范围内时，输出等于输入值。

10、本发明提出一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的多模块并联电能路由器的环流抑制方法。

11、本发明提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的多模块并联电能路由器的环流抑制方法。

12、本发明提出一种计算机程序产品，包括计算机程序和/或指令，该计算机程序和/或指令被处理器执行时实现所述的多模块并联电能路由器的环流抑制方法。

13、本发明提出一种多模块并联电能路由器的环流抑制系统，应用于配电网模块化电能路由器装置，所述配电网模块化电能路由器装置包含多个拓扑相同的逆变器模块，所述逆变器各个模块间并联连接；所述各逆变器模块具有公共直流母线和公共交流母线；所述系统包括：

14、接收模块，用于接收环流抑制指令；

15、采集模块，用于接收环流抑制指令后，获取公共交流母线电压vmabc以及公共交流母线电流imabc；

16、控制模块，用于：通过clark和park变换将公共交流母线电压vmabc变换到旋转坐标系下的电压d轴分量ud、电压q轴分量uq，公共交流母线电流imabc变换到旋转坐标系下的电流d轴分量id、电流q轴分量iq以及零序电流i0；

17、对给定电流的各分量idset、iqset、i0set经过限幅处理，得到限幅后给定电流d轴分量参考值idref、限幅后给定电流q轴分量参考值iqref和限幅后给定电流的零序电流参考值i0ref；

18、公共交流母线电流的电流d轴分量id与限幅后给定电流d轴分量参考值idref的差值通过第一内环pi控制器调节，第一内环pi控制器的输出值叠加电压d轴分量ud，得到抑制后的电压d轴分量；公共交流母线电流的电流q轴分量iq与限幅后给定电流q轴分量参考值iqref的差值通过第二内环pi控制器调节，第二内环pi控制器的输出值叠加电压q轴分量uq，得到抑制后的电压q轴分量；公共交流母线电流的零序电流i0与限幅后给定电流的零序电流参考值i0ref的差值通过第三内环pi控制器调节；

19、将抑制后的电压d轴分量、抑制后的电压q轴分量和第三内环pi控制器的输出量通过反park和clark坐标变换后得到调制波，经过脉宽调制输出脉冲，实现环流抑制。

20、通过对公共交流母线电压进行电压锁相，获得clark和park变换中所需相位角。

21、对给定电流的各分量idset、iqset、i0set经过限幅处理，包括：当输入值大于限幅最大给定值时，输出为最大给定值，小于最小限幅给定值时输出为最小给定值，在限幅最大给定值和最小值范围内时，输出等于输入值。

22、有益效果：相比于现有技术，本发明具有以下优点：本技术针对多模块并联后的电能路由器由于共直流母线和共交流母线互联引起的零序环流问题，通过分析环流产生的机理和数学建模，提出用零序分量补偿的方式来抑制环流，提高了系统稳定性，避免使用硬件方法抑制环流带来的系统成本和体积增加以及采用同步脉冲控制带来的技术难度的增加。