本發(fā)明屬于電力電子，具體涉及一種整流電源控制方法、控制裝置及整流電源。

背景技術(shù)：

1、綠電制氫不僅僅是燃料電池汽車氫氣的來源，更是可再生能源規(guī)?；{的解決方案，能源碳在推動(dòng)能源變革和實(shí)現(xiàn)碳中和方面，被越來越多的國家重視。

2、離網(wǎng)制氫不從電網(wǎng)取電，不僅可以使新能源實(shí)現(xiàn)就地消納、降低風(fēng)光發(fā)電對(duì)電網(wǎng)沖擊，也能帶動(dòng)制氫用電成本大幅下降，因此，離網(wǎng)制氫將成為提升綠氫成本競爭力的有效途徑。由于新能源波動(dòng)性、間歇性特點(diǎn)，現(xiàn)階段離網(wǎng)制氫在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面仍存在諸多難題。離網(wǎng)制氫供電系統(tǒng)沒有大電網(wǎng)支撐，一方面新能源的波動(dòng)性需要配置大容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑波動(dòng)，影響項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)收益。另一方面，系統(tǒng)由構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)建立電網(wǎng)，系統(tǒng)運(yùn)行涉及孤網(wǎng)頻率、電壓穩(wěn)定問題，風(fēng)光氫儲(chǔ)出力特性、并網(wǎng)設(shè)備涉網(wǎng)特性、系統(tǒng)暫穩(wěn)態(tài)協(xié)調(diào)控制性能等，均對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定有較大影響。

3、離網(wǎng)制氫系統(tǒng)中，制氫系統(tǒng)需要匹配新能源出力特性，實(shí)現(xiàn)“荷隨源動(dòng)”以降低儲(chǔ)能配置?，F(xiàn)有離網(wǎng)綠電制氫系統(tǒng)中，依賴源網(wǎng)荷儲(chǔ)管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制電力電量平衡，制氫整流電源根據(jù)源網(wǎng)荷儲(chǔ)管理系統(tǒng)下發(fā)的指令調(diào)節(jié)電解槽負(fù)荷，整流器不具備涉網(wǎng)主動(dòng)支撐能力，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)擾動(dòng)和故障時(shí)需經(jīng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)管理系統(tǒng)決策并下發(fā)指令，而且受源網(wǎng)荷儲(chǔ)管理系統(tǒng)通信架構(gòu)的影響，源網(wǎng)荷儲(chǔ)管理系統(tǒng)響應(yīng)電網(wǎng)干擾和故障的時(shí)間為秒級(jí)，源網(wǎng)荷儲(chǔ)管理系統(tǒng)響應(yīng)電網(wǎng)擾動(dòng)和故障的速度慢，不能對(duì)整流電源輸出功率進(jìn)行及時(shí)調(diào)節(jié)。

4、除了離網(wǎng)制氫系統(tǒng)此類與大電網(wǎng)隔離的系統(tǒng)外，規(guī)?；L(fēng)光并網(wǎng)制氫系統(tǒng)，或者其他設(shè)備的整流電源也存在因整流器不具備涉網(wǎng)主動(dòng)支撐能力，導(dǎo)致響應(yīng)電網(wǎng)擾動(dòng)和故障的速度慢的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種整流電源控制方法、控制裝置及整流電源，用于解決在電網(wǎng)出現(xiàn)擾動(dòng)和故障時(shí)，現(xiàn)有的整流電源響應(yīng)速度慢的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的整流電源控制方法為：所述整流電源包括整流電路，采用電流閉環(huán)控制策略對(duì)所述整流電路進(jìn)行無功控制，當(dāng)未接收到上位機(jī)下發(fā)的無功指令時(shí)，將電壓無功調(diào)節(jié)量作為電流環(huán)無功調(diào)節(jié)指令，所述電壓無功調(diào)節(jié)量根據(jù)額定交流電壓、當(dāng)前交流電壓和無功調(diào)壓系數(shù)計(jì)算得到。

3、進(jìn)一步地，當(dāng)接收到上位機(jī)下發(fā)的無功指令時(shí)，將電壓無功調(diào)節(jié)量和上位機(jī)下發(fā)的無功指令之和作為電流環(huán)無功調(diào)節(jié)指令。

4、進(jìn)一步地，所述電壓無功調(diào)節(jié)量的計(jì)算公式為：其中，un為額定交流電壓，ug為當(dāng)前交流電壓，kv為無功調(diào)壓系數(shù)，kv的設(shè)定范圍為0～33.3。

5、進(jìn)一步地，整流電源還包括斬波電路，所述斬波電路的輸入端連接整流電路的輸出端，斬波電路的輸出端用于供電連接負(fù)載，采用電流閉環(huán)控制策略對(duì)所述斬波電路進(jìn)行有功控制；當(dāng)未接收到上位機(jī)下發(fā)的調(diào)節(jié)指令時(shí)，將頻率有功調(diào)節(jié)量對(duì)應(yīng)的電流調(diào)節(jié)量作為電流環(huán)有功調(diào)節(jié)指令，頻率有功調(diào)節(jié)量對(duì)應(yīng)的電流調(diào)節(jié)量根據(jù)一次調(diào)頻有功調(diào)節(jié)量、慣量響應(yīng)有功調(diào)節(jié)量和負(fù)載電壓計(jì)算得到。

6、進(jìn)一步地，當(dāng)接收到上位機(jī)下發(fā)的調(diào)節(jié)指令時(shí)，電流環(huán)有功調(diào)節(jié)指令根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的調(diào)節(jié)指令和頻率有功調(diào)節(jié)量對(duì)應(yīng)的電流調(diào)節(jié)量計(jì)算得到。

7、進(jìn)一步地，頻率有功調(diào)節(jié)量對(duì)應(yīng)的電流調(diào)節(jié)量δi計(jì)算如下：

8、

9、式中：δp為頻率有功調(diào)節(jié)量，δpf為一次調(diào)頻有功調(diào)節(jié)量，δpj為慣量響應(yīng)有功調(diào)節(jié)量，uo為負(fù)載電壓。

10、進(jìn)一步地，一次調(diào)頻有功調(diào)節(jié)量δpf的計(jì)算式如下：

11、

12、式中：δ為一次調(diào)頻調(diào)差率，設(shè)定范圍為0.5％～3％，δf為電網(wǎng)頻率偏差值，fn為電網(wǎng)額定頻率，pn為整流電源額定功率。

13、進(jìn)一步地，當(dāng)頻率變化率與頻率偏移方向一致時(shí)，慣量響應(yīng)有功調(diào)節(jié)量δpj的計(jì)算式如下：

14、

15、式中：f為電網(wǎng)頻率，tj為慣性時(shí)間常數(shù)，設(shè)定范圍為4～14s，pn為整流電源額定功率，fn為電網(wǎng)額定頻率，t為時(shí)間。

16、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在設(shè)備層整流電源就地檢測實(shí)時(shí)交流電壓，并根據(jù)額定交流電壓計(jì)算出電壓無功調(diào)節(jié)量，將電壓無功調(diào)節(jié)量附加在整流器電流環(huán)q軸電流指令上。在電網(wǎng)出現(xiàn)干擾和故障時(shí)可在設(shè)備層就地進(jìn)行電壓無功主動(dòng)支撐，不依賴源網(wǎng)荷儲(chǔ)管理系統(tǒng)下發(fā)的無功控制指令即可補(bǔ)償無功電壓，可實(shí)現(xiàn)秒級(jí)以下的電壓無功主動(dòng)支撐，對(duì)電網(wǎng)干擾和故障的響應(yīng)速度快。

17、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的整流電源控制裝置包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上面所述的整流電源控制方法。

18、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在設(shè)備層整流電源就地檢測實(shí)時(shí)交流電壓，并根據(jù)額定交流電壓計(jì)算出電壓無功調(diào)節(jié)量，將電壓無功調(diào)節(jié)量附加在整流器電流環(huán)q軸電流指令上。在電網(wǎng)出現(xiàn)干擾和故障時(shí)可在設(shè)備層就地進(jìn)行電壓無功主動(dòng)支撐，不依賴源網(wǎng)荷儲(chǔ)管理系統(tǒng)下發(fā)的無功控制指令即可補(bǔ)償無功電壓，可實(shí)現(xiàn)秒級(jí)以下的電壓無功主動(dòng)支撐，對(duì)電網(wǎng)干擾和故障的響應(yīng)速度快。

19、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的整流電源包括控制單元和整流電路，控制單元控制連接所述整流電路，控制單元包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上面所述的整流電源控制方法。

20、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在設(shè)備層整流電源就地檢測實(shí)時(shí)交流電壓，并根據(jù)額定交流電壓計(jì)算出電壓無功調(diào)節(jié)量，將電壓無功調(diào)節(jié)量附加在整流器電流環(huán)q軸電流指令上。在電網(wǎng)出現(xiàn)干擾和故障時(shí)可在設(shè)備層就地進(jìn)行電壓無功主動(dòng)支撐，不依賴源網(wǎng)荷儲(chǔ)管理系統(tǒng)下發(fā)的無功控制指令即可補(bǔ)償無功電壓，可實(shí)現(xiàn)秒級(jí)以下的電壓無功主動(dòng)支撐，對(duì)電網(wǎng)干擾和故障的響應(yīng)速度快。

技術(shù)特征：

1.一種整流電源控制方法，其特征在于，所述整流電源包括整流電路，采用電流閉環(huán)控制策略對(duì)所述整流電路進(jìn)行無功控制，當(dāng)未接收到上位機(jī)下發(fā)的無功指令時(shí)，將電壓無功調(diào)節(jié)量作為電流環(huán)無功調(diào)節(jié)指令，所述電壓無功調(diào)節(jié)量根據(jù)額定交流電壓、當(dāng)前交流電壓和無功調(diào)壓系數(shù)計(jì)算得到。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整流電源控制方法，其特征在于，當(dāng)接收到上位機(jī)下發(fā)的無功指令時(shí)，將電壓無功調(diào)節(jié)量和上位機(jī)下發(fā)的無功指令之和作為電流環(huán)無功調(diào)節(jié)指令。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的整流電源控制方法，其特征在于，所述電壓無功調(diào)節(jié)量的計(jì)算公式為：其中，un為額定交流電壓，ug為當(dāng)前交流電壓，kv為無功調(diào)壓系數(shù)，kv的設(shè)定范圍為0～33.3。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整流電源控制方法，其特征在于，整流電源還包括斬波電路，所述斬波電路的輸入端連接整流電路的輸出端，斬波電路的輸出端用于供電連接負(fù)載，采用電流閉環(huán)控制策略對(duì)所述斬波電路進(jìn)行有功控制；當(dāng)未接收到上位機(jī)下發(fā)的調(diào)節(jié)指令時(shí)，將頻率有功調(diào)節(jié)量對(duì)應(yīng)的電流調(diào)節(jié)量作為電流環(huán)有功調(diào)節(jié)指令，頻率有功調(diào)節(jié)量對(duì)應(yīng)的電流調(diào)節(jié)量根據(jù)一次調(diào)頻有功調(diào)節(jié)量、慣量響應(yīng)有功調(diào)節(jié)量和負(fù)載電壓計(jì)算得到。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的整流電源控制方法，其特征在于，當(dāng)接收到上位機(jī)下發(fā)的調(diào)節(jié)指令時(shí)，電流環(huán)有功調(diào)節(jié)指令根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的調(diào)節(jié)指令和頻率有功調(diào)節(jié)量對(duì)應(yīng)的電流調(diào)節(jié)量計(jì)算得到。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的整流電源控制方法，其特征在于，頻率有功調(diào)節(jié)量對(duì)應(yīng)的電流調(diào)節(jié)量δi計(jì)算如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的整流電源控制方法，其特征在于，一次調(diào)頻有功調(diào)節(jié)量δpf的計(jì)算式如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的整流電源控制方法，其特征在于，當(dāng)頻率變化率與頻率偏移方向一致時(shí)，慣量響應(yīng)有功調(diào)節(jié)量δpj的計(jì)算式如下：

9.一種整流電源控制裝置，該控制裝置包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的整流電源控制方法。

10.一種整流電源，包括控制單元和整流電路，控制單元控制連接所述整流電路，控制單元包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的整流電源控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種整流電源控制方法、控制裝置及整流電源，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的控制方法為：整流電源包括整流電路，采用電流閉環(huán)控制策略對(duì)所述整流電路進(jìn)行無功控制，當(dāng)未接收到上位機(jī)下發(fā)的無功指令時(shí)，將電壓無功調(diào)節(jié)量作為電流環(huán)無功調(diào)節(jié)指令，所述電壓無功調(diào)節(jié)量根據(jù)額定交流電壓、當(dāng)前交流電壓和無功調(diào)壓系數(shù)計(jì)算得到。該裝置包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行上述方法。該整流單元包括控制單元和整流電路，控制單元控制連接所述整流電路，控制單元為上述裝置。本發(fā)明在電網(wǎng)出現(xiàn)干擾和故障時(shí)能夠使整流電源具備對(duì)電網(wǎng)主動(dòng)支撐能力的同時(shí)，兼顧對(duì)電解槽可靠供電。

技術(shù)研發(fā)人員：牛化鵬,肖飛,黃輝,宋曉梅,鄭月賓,梅桂芳,武盾,曹文盛,凌卓
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安許繼電力電子技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9