能量转换系统、光伏能量转换系统和方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410038726.4

申请日:

2014.01.27

公开号:

CN104811064A

公开日:

2015.07.29

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):H02M 7/42申请日:20140127|||公开

IPC分类号:

H02M7/42; H02M1/32(2007.01)I

主分类号:

H02M7/42

申请人:

通用电气公司

发明人:

侯丹; 邬心慧; 邬雪琴; 刘娇; 史经奎

地址:

美国纽约州

优先权:

专利代理机构:

上海专利商标事务所有限公司31100

代理人:

侯颖媖

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内容摘要

本发明涉及能量转换系统、光伏能量转换系统和方法。其中揭示的一种方法,其至少包括如下步骤:至少基于与该变流器装置相关的电流阈值产生至少一个最大相位角限制信号和最小相位角限制信号;至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际电压信号产生相位角限制调整信号;使用该相位角限制调整信号调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者;以及使用该调整后的该最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号中至少一者限制该相位角指令信号。

权利要求书

1.  一种能量转换系统,其特征在于:该能量转换系统包括直流环节,变流器装置和变流器控制器;该变流器装置与该直流环节连接,该变流器装置被配置成对该直流环节提供的直流电能进行转换并提供交流电能;该变流器控制器与该直流环节以及该变换器装置连接,该变换器控制器包括混合直流电压和输出电流控制模块,该混合直流电压和输出电流控制模块用于在该电能变换系统遇到至少一个瞬态事件时对该变流器装置提供的交流电能的输出电流进行限制并且对该直流环节的直流电压进行调节;其中,该混合直流电压和输出电流控制模块包括相位角调节器,直流电压调节器以及电流限制器;该相位角调节器用于产生相位角指令信号;该直流电压调节器用于至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际直流电压信号产生相位角限制调整信号;该电流限制器与该相位角调节器和该直流电压调节器连接,该电流限制器用于至少基于与该变流器装置相关的电流阈值产生最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者,该最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号用于限制该相位角指令信号;该电流限制器还用于使用该相位角限制调整信号调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者。

2.
  如权利要求1所述的能量转换系统,其特征在于:该电流限制器被配置成当该实际直流电压信号被判定为大于该直流电压指令信号时,使用该相位角限制调整信号增加该最小相位角限制信号。

3.
  如权利要求1所述的能量转换系统,其特征在于:该电流限制器被配置成当该实际直流电压信号被判定为小于该直流电压指令信号时,使用该相位角限制调整信号减小该最大相位角限制信号。

4.
  如权利要求1所述的能量转换系统,其特征在于:该混合直流电压和输出电流控制模块包括电压幅值调节器,该电压幅值调节器用于产生电压幅值指令信号;该电流限制器被配置成至少基于该电流阈值产生至少一 个最大电压幅值限制信号和最小电压幅值限制信号,其中,该最大电压幅值限制信号和最小电压幅值限制信号用于限制该电压幅值指令信号。

5.
  如权利要求4所述的能量转换系统,其特征在于:该电流限制器被配置成将该最大电压幅值限制信号和最小电压幅值限制信号设置为与负载相关的电压值相等,以允许该变流器装置提供基本为零的无功功率给负载。

6.
  如权利要求1所述的能量转换系统,其特征在于:该电流阈值根据该输出电流的负序电流分量进行动态调节。

7.
  一种用于控制能量变换系统运行的方法,该能量变换系统包括直流环节,变流器装置和变流器控制器,其特征在于:该方法至少包括如下步骤:
至少基于与该变流器装置相关的电流阈值产生最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者;
至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际直流电压信号产生相位角限制调整信号;
使用该相位角限制调整信号调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者;以及
使用该调整后的该最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号中至少一者限制相位角指令信号。

8.
  如权利要求7所述的方法,其特征在于:其中,该方法还包括如下步骤:
当该实际直流电压信号被判定为大于该直流电压指令信号时,使用该相位角限制调整信号增加该最小相位角限制信号;以及
当该实际直流电压信号被判定为小于该直流电压指令信号时,使用该相位角限制调整信号减小该最大相位角限制信号。

9.
  如权利要求7所述的方法,其特征在于:该方法还包括如下步骤:根据该输出电流的负序电流分量动态调节该电流阈值。

10.
  一种光伏能量转换系统,该光伏能量转换系统与电网连接,其特征在于: 该光伏能量转换系统包括直流环节,光伏变流器以及光伏控制器;该直流环节被配置成接收来自于光伏能量源的直流电能;该光伏变流器与该直流环节连接,该光伏变流器被配置成对该直流环节提供的直流电能进行转换并提供有功功率至该电网,该光伏控制器与该直流环节和该光伏变流器连接,该光伏控制器被配置成:产生相位角指令信号以控制该光伏变流器的输出电压的相位角;产生最大相位角限制信号和最小相位角限制信号以用于限制该光伏变换器提供的输出电流;以及至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际直流电压信号之间的电压差值调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者,以调整由该光伏变流器提供的有功功率的数值,以使得该直流环节的直流电压被控制。

说明书

能量转换系统、光伏能量转换系统和方法
技术领域
本发明公开的实施方式涉及系统和方法,特别涉及一种可以用来对输出电流和直流母线电压进行协调控制的系统和方法。
背景技术
包括诸如光伏发电装置,风能发电装置等在内的能量转换系统,逐渐被发展成用于取代传统的发电装置,例如基于化石燃料的发电装置等。至少一部分已知的能量转换系统被设置成进行并网连接,其可以将从例如可再生能量源等获得的能量转换成满足电网要求的能量,例如具有特定的电压和频率等,并将转换后的能量馈入电网。
为了增强对基于电压源模型设计的电能变换系统的输出电流的控制能力,业界已提出一种相电流控制算法或者控制方法。该相电流控制算法或者方法在实际执行时,至少基于预设的电流阈值提供电压幅值限制信号对电压指令信号的幅值进行限制和/或提供相位角限制信号对相位角指令信号的相位角进行限制,以此来间接地对电能变换系统的变换器输出的电流进行控制,因此,可以在发生诸如低电压事件和/或零电压事件时,避免变换器中的半导体器件被损坏。
另外,在实际运行时,还希望对电能变换系统中直流母线的电压进行控制,使其维持在恒定的数值或者在可以接受的电压范围内。然而,传统的电能变换系统中执行的直流母线电压控制算法在遇到瞬态事件或者电网故障时仍面临相当的挑战。
因此,有必要提供一种改进的系统和方法来解决上述技术问题或者满足上述技术需求。
发明内容
有鉴于上面提及之技术问题或者技术需求,本发明的一个方面在于提供一种能量转换系统。该能量转换系统包括直流环节,变流器装置和变流器控 制器。该变流器装置与该直流环节连接,该变流器装置被配置成对该直流环节提供的直流电能进行转换并提供交流电能。该变流器控制器与该直流环节以及该变换器装置连接,该变换器控制器包括混合直流电压和输出电流控制模块,该混合直流电压和输出电流控制模块用于在该电能变换系统遇到至少一个瞬态事件时对该变流器装置提供的交流电能的输出电流进行限制并且对该直流环节的直流电压进行调节。其中,该混合直流电压和输出电流控制模块包括相位角调节器,直流电压调节器以及电流限制器;该相位角调节器用于产生相位角指令。该直流电压调节器用于至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际直流电压信号产生相位角限制调整信号。该电流限制器与该相位角调节器和该直流电压调节器连接,该电流限制器用于至少基于与该变流器装置相关的电流阈值产生至少一个最大相位角限制信号和最小相位角限制信号,该最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号用于限制该相位角指令信号。该电流限制器还用于使用该相位角限制调整信号调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者。
本发明的另一个方面在于提供一种用于检测与能量变换系统运行的方法,该能量变换系统包括直流环节,变流器装置和变流器控制器。该方法至少包括如下步骤:至少基于与该变流器装置相关的电流阈值产生至少一个最大相位角限制信号和最小相位角限制信号;至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际电压信号产生相位角限制调整信号;使用该相位角限制调整信号调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者;以及使用该调整后的该最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号中至少一者限制该相位角指令信号。
本发明的另一个方面在于提供一种光伏能量转换系统,该光伏能量转换系统与电网连接。该光伏能量转换系统包括直流环节,光伏变流器以及光伏控制器;该直流环节被配置成接收来自于光伏能量源的直流电能。该光伏变流器与该直流环节连接,该光伏变流器被配置成对该直流环节提供的直流电能进行转换并提供有功功率至该电网,该光伏控制器与该直流环节和该光伏变流器连接。该光伏控制器被配置成:产生相位角指令信号以直接控制该光伏变流器的输出电压的相位角;产生最大相位角限制信号和最小相位角限制信号以用于限制该光伏变换器提供的输出电流;以及至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际电压信号之间的电压差值调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者,以调整由该光伏变流器提 供的有功功率的数值,以允许该直流环节的直流电压被控制。
本发明提供的能量转换系统,光伏能量转换系统,以及相关方法等,通过将直流电压控制算法与相电流控制算法相结合,可以实现对直流环节的直流电压的有效控制。
附图说明
通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述,可以更好地理解本发明,在附图中:
图1所示为提供有混合直流电压和输出电流控制模块的能量转换系统的一种实施方式的模块示意图;
图2所示为提供有混合直流电压和输出电流控制模块的光伏能量变换系统的一种实施方式的模块示意图;
图3所示为混合直流电压和输出电流控制模块的一种实施方式的概括模块示意图;
图4所示为混合直流电压和输出电流控制模块的一种实施方式的详细模块示意图;
图5所示为混合直流电压和输出电流控制模块的另一种实施方式的详细模块示意图;
图6所示为混合直流电压和输出电流控制模块的另一种实施方式的详细模块示意图;
图7所示为网侧变流器和电网的一种实施方式的简化电路模型示意图;
图8所示为与执行混合直流电压和输出电流控制模块相关的一种实施方式的电压向量示意图;
图9所示为与执行混合直流电压和输出电流控制模块相关的另一种实施方式的电压向量示意图;
图10所示为在执行混合直流电压和输出电流控制模块所产生的一种实施方式的各种信号波形示意图;
图11所示为混合直流电压和输出电流控制模块的另一种实施方式的详细模块示意图;
图12所示为执行混合直流电压和输出电流控制模块相关的另一种实施方式的电压向量示意图;以及
图13所示为控制能量转换系统运行的方法的一种实施方式的流程图。
具体实施方式
本发明揭露的一个或者多个实施方式与能量转换系统或者更具体而言与能量发电系统或者电能变换系统相关,特别地,涉及通过协调方式执行输出电流控制以及直流环节电压控制的系统和方法。在一些实施方式中,与电能变换系统的输出电流相关的至少一部分参数可以根据直流环节的直流电压的调节需求进行动态地调节,已达成协调性的控制。举例而言,在一些具体的实施方式中,用于限制变流器的输出电流发生过电流问题的相位角限制信号可以根据表征实际直流环节的直流电压偏离正常的或者期望的直流环节电压的直流环节电压偏差信号进行动态的调整。在一些实施方式中,还可以根据需要提供的无功功率来调整相位角限制信号。
本发明揭示系统和方法至少可以取得如下技术优点或者技术效果:其中一个技术优点或者技术效果为通过将直流环节电压控制算法与输出电流控制算法集成到一起可以使得直流环节电压的控制更加快速;另一个技术优点或者技术效果变流器遇到的过电流问题以及直流环节遇到的过电压问题可以被避免或者减轻,使得该电能变换系统可以成功穿越一个或者多个暂态事件;再一个技术优点或者技术效果为通过减轻直流环节的过电压或者欠电压问题,可以避免电能变换系统遭受不必要的跳闸(trip)。对于本领域具有通常知识的人员而言,通过阅读下文结合附图所作之详细描述,很容易可以明白本发明具体实施方式还可以产生其他技术优点或者技术效果。
以下将描述本发明的一个或者多个具体实施方式。首先要指出的是,在这些实施方式的具体描述过程中,为了进行简明扼要的描述,本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是,在任意一种实施方式的实际实施过程中,正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中,为了实现开发者的具体目标,或者为了满足系统相关的或者商业相关的限制,常常会做出各种各样的具体决策,而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外,还可以理解的是,虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的,然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言,在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计,制造或者生产等变更只是常规的技术手段,不应当理解为本发明公 开的内容不充分。
除非另作定义,在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”或者“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“或者”包括所列举的项目中的任意一者或者全部。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。此外,“电路”或者“电路系统”以及“控制器”等可以包括单一组件或者由多个主动元件或者被动元件直接或者间接相连的集合,例如一个或者多个集成电路芯片,以提供所对应描述的功能。
首先,请参阅图1,其所示为本发明揭示的能量转换系统10的一种实施方式的概略模块示意图。在此提及的能量转换系统10可以包括光伏能量转换系统,风力能量转换系统,燃料电池能量转换系统,水力能或者潮汐能能量转换系统,以及上述各种能量转换系统的组合等。如图1所示,该能量转换系统10包括电连接在能量源12和负载16之间的变流器装置14,该变流器装置14可以被配置成将从能量源12获得的第一电能18(例如,直流电能或者交流电能)转换成第二电能22(例如,直流电能或者交流电能),并将该第二电能22提供给负载16。在一个特定的应用场合下,该负载16可以为电网,其期望获得的第二电能22可以为三相交流电能,并且具有特定的电压和/或频率(例如,60赫兹或者50赫兹)。在其他实施方式中,该负载16也可以包括电能消耗装置例如电动机(马达)等。
如图1所示,该变流器装置14还与变流器控制器30进行通信连接。虽然在图1所示的实施方式中,该变流器装置14和变流器控制器30显示为单独的元件,在其他实施方式中,该变流器装置14和变流器控制器30也可以集成在一起,以形成一个单一的器件。该变流器控制器30被配置成执行一个或者多个控制算法,以调节或者调整与该变流器装置14运作相关的各种电特性参数等。举例而言,为了满足电网的需求或者为了确保该能量转换系统10 能进行安全和稳定的运作,该变流器控制器30可以被配置成对变流器装置14所输出的有功功率,无功功率,功率因素,电压,电流,频率,相位角等参数进行调节和控制。
按照本发明提供的一种特定的配置方式,该变流器控制器30可以包括混合直流电压和输出电流控制模块28,该混合直流电压和输出电流控制模块28可以通过计算机软件,算法或者程序指令来实现,并且可以存储在非瞬态的电脑可读的存储介质(non-transitory computer-readable storage media)上。该变流器控制器30可以包括一个或者多个处理器,以用于执行该软件算法或者程序,以实现在此描述的需要实现的各种功能。在可替换的实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块28也可以通过硬件电路来实现,或者也可以通过硬件结合软件的形式来实现。特别地,该混合直流电压和输出电流控制模块28被执行时,可以进行协调控制,以限制该变流器装置14的输出电流以及调节该直流环节15的直流电压。
在一些特定的实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块28可以与该变流器装置14的输出端进行通信连接,或者更特别地,定义在该变流器装置14和负载或者电网16之间的连接点24连接,通过该连接点24可以获得一个或者多个反馈信号,例如交流电压和/或交流电流信号等,其代表变流器装置14输出端实际的交流电压和交流电流。在遇到至少一个暂态事件(transient event)时,例如低电压事件或者零电压事件时,该变流器装置14可能无法向该负载16提供有功功率,这会导致变流器装置14输出端的电流迅速上升。此时,该混合直流电压和输出电流控制模块28还被配置成至少基于该获取的一个或者多个反馈信号26以及一个或者多个电流阈值33来产生控制信号32,其中,该电流阈值33限定从该变流器装置2流出的电流的最大值。该变流器装置14根据该变流器控制器30发送而来的控制信号32以特定的方式进行运作,以避免该变流器装置14的输出电流超过该电流阈值。
在图1所示的实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块28还与直流环节15进行通信连接,以接收代表该直流环节15的实际直流电压的反馈信号17。在发生瞬态事件,例如低电压事件或者零电压事件时,该直流环节15可能遇到过电压状况或者欠电压状况。该混合直流电压和输出电流控制模块28还被配置成至少根据直流电压反馈信号17和一个或者多个电压设定点信号35来调整该控制信号32,其中,该电压设定点信号35可以代表该直 流环节15的期望直流电压值或者直流电压范围值。该变流器装置14根据该调整的控制信号32进行运作,以允许该直流环节35实际的直流电压根据该电压设定信号35进行调节。
接下来,请参阅图2,其所示为光伏能量转换系统100的一种实施方式的模块示意图。该光伏能量转换系统100可以被配置成执行图1所示的混合直流电压和输出电流控制模块28。如图2所示,该光伏能量转换系统100包括光伏变流器模块104,该光伏变流器模块104被用来将从光伏能量源102提供的直流电能转换成具有合适电压和频率的交流电能,并将该交流电能提供给电网110。在一种实施方式中,该光伏能量源102可以包括一个或者多个光伏阵列,并且每个光伏阵列具有多个以并联和/串联方式连接在一起的光伏单元,该光伏能量源102的光伏阵列或者光伏单元根据光电效应将光伏辐射能转换成直流电能。
在一种实施方式中,图2所示的光伏变流器模块104基于两级式的架构,其包括光伏侧变流器106(也即靠近光伏能量源102一侧的变流器)和网侧变流器108(也即靠近电网110一侧的变流器)。该光伏侧变流器106可以包括直流-直流变流器,例如升压型直流-直流变流器,其可以升高由光伏能量源12转换输出的直流电压,并将升高后的直流电压提供给直流环节128。该直流环节(或者也称为直流母线,直流链路)128可以包括一个或者多个电容器,用以将直流环节128的直流电压的电压值维持在特定的数值或者数值范围内,从而可以控制从直流环节128到电网110的能量流动。该网侧变流器108可以包括直流-交流变流器,用以将直流环节128处的直流电压转换成适合交流电网18输送的具有合适频率、相位和/或幅值的交流电压。在一些实施方式中,光伏能量转换系统100还可以进一步包括网侧滤波器134,该网侧滤波器134连接于定义在网侧变流器108和电网18之间线路的任意一点,该网侧滤波器134被用于去除由网侧变流器108发出的非期望的信号,例如包含在输出交流电能中的高频谐波信号。可以理解的是,虽然未在图上示出,一个或者多个其他元件,例如变压器,断路器等装置,也可以连接在网侧变流器108和电网110之间,以实现相应的功能。
在一种实施方式中,图2所示的光伏能量转换系统100进一步包括光伏变流器控制装置112,该光伏变流器控制装置112被配置成根据各种系统反馈信号和指令信号执行控制算法,以控制光伏侧变流器106和网侧变流器108 运作。更具体而言,在一种实施方式中,该光伏变流器控制装置112包括与光伏变流器106连接的光伏侧控制器114和与网侧变流器108连接的网侧控制器116,该光伏侧控制器114和该网侧控制器116被配置成分别负责控制光伏变流器106和网侧变流器108的运作。
为了方便描述本发明,在图2所示的实施方式中,该光伏侧控制器114和该网侧控制器116以方框图形式示意成分立的模块,然而,在一些实施方式中,该光伏侧控制器114和该网侧控制器116也可以通过单一的控制器来实现。在此提及的该光伏侧控制器114和该网侧控制器116可以包括任何合适的可编程电路或者装置,包括数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)以及专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)等。在一些实施方式中,除去其他元件之外,该光伏侧控制器114和光伏侧变流器106可以被装配在一个单一的壳体内。类似地,除去其他元件之外,该网侧变流器108和网侧控制器116可以被装配在一个单一的壳体内。进一步,除去其他元件之外,该光伏侧控制器114、光伏侧变流器106、网侧变流器108和网侧控制器116可以被装配在一个单一的壳体内。
在一种实施方式中,该光伏侧控制器114可以被配置成至少基于最大功率点追踪装置126提供的最大功率点参考信号158提供光伏侧控制信号148给光伏侧变流器106。该最大功率点参考信号158通过特定的方式产生,以确保该光伏能量源102在变化的环境下,例如变化的光辐射强度以及温度等,始终能够提供最大的电功率输出。该最大功率点参考信号158可以包括电压、电流和/或功率参考信号,并且这些参考信号可以通过执行特定的最大功率点追踪算法例如,扰动观测法或者电导增量法等进行更新。并且,在执行最大功率点追踪算法时,可以使用由一个或者多个电流传感器120获得的光伏电流反馈信号122以及由一个或者多个电压传感器118获得的光伏电压反馈信号124。
请进一步参阅图2,在一种实施方式中,该网侧控制器116可以被配置成至少基于有功功率指令信号144,无功功率指令信号146,由一个或者多个电压传感器136测量到的电压反馈信号140以及由一个或者多个电流传感器138测量到的电流反馈信号142来调节或者控制该网侧变流器108输出的各 种电特性参数,包括有功功率和无功功率等。该网侧控制器116还可以被配置成至少基于由电压传感器129测量的直流母线电压反馈信号130和直流母线电压指令信号132来调节或者控制直流环节128处的直流电压。
请进一步参阅图2,该网侧控制器116可以包括混合直流电压和输出电流控制模块117,该混合直流电压和输出电流控制模块117可以通过硬件,软件或者硬件结合软件的形式来实现。在一种实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块117被配置成至少基于电流反馈信号142以及一个或者多个电流阈值信号或者数值119产生网侧控制信号150,以避免该网侧变流器108的输出电流超过最大电流阈值。
在一些实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块117还被配置成基于直流电压反馈信号130以及直流电压指令信号132调整该网侧控制信号150,以使得该直流环节128的直流电压被调节到特定的数值或者范围值。
图3所示为一种实施方式的混合直流电压和输出电流控制模块200的概括模块示意图。在一些实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块200被设计成基于电压源控制结构。在此所谓的“电压源控制架构”是指在一种具体的控制系统实施方式中,其主要的控制变量包括交流侧电压的幅值和相位角。
在图3所示的实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块200包括相位角调节器210,电压幅值调节器220,电流限制器230,直流电压调节器250以及信号产生单元240。
在一种实施方式中,该相位角调节器210接收有功功率指令信号212和有功功率反馈信号214,并至少基于该有功功率指令信号212和有功功率反馈信号214产生相位角指令信号216。该有功功率指令信号212代表希望由网侧变流器108输出的有功功率,其可以由电网运营商给定,而该有功功率反馈信号214则代表由网侧变流器108输出的实际有功功率。该有功功率反馈信号214可以通过将如图2所示的网侧电流反馈信号142和网侧电压反馈信号152相乘得到。由该相位角调节器210产生的相位角指令信号216,在具体的实施方式中可以有一些变形。例如,在一种实施方式中,该相位角指令信号216代表网侧变流器108的交流侧电压和电网电压或者临近电网18处一点所取电压之间的相位移或者相位差。在另外一种实施方式中,该相位角指令信号216还可以代表该希望得到的网侧变流器108交流电压的相位。该 网侧变流器108交流电压的相位可以通过将网侧电压的相位与上述相位差相加而得。在此所述的网侧变流器108的交流侧电压可以为网侧变流器108输出端的交流电压。在可替换的实施方式中,该网侧变流器108的交流侧电压还可以为在考虑网侧变流器108内部阻抗情形下的内部电压。进一步而言,在一些实施方式中,该网侧变流器108的交流侧电压还可以为从网侧变流器108输出端沿着传输线上任意点测得的电压。
在一种实施方式中,该电压幅值调节器250接收无功功率指令信号222和无功功率反馈信号224,并根据该接收的信号产生电压幅值指令信号226。该无功功率指令信号222代表希望由网侧变流器108输出的无功功率,其可以由电网运营商给定,而该无功功率反馈信号224代表所测量到的由网侧变流器108输出的实际传送的无功功率。该无功功率反馈信号224可以通过将网侧电流反馈信号142和网侧电压反馈信号140相乘得到。该电压幅值指令信号226代表期望在该网侧变流器108得到的交流电压的幅值,其中,该网侧变流器108的交流电压可以为网侧变流器108输出端的交流电压。可替换地,该该网侧变流器108的交流电压也可以为在考虑网侧变流器内部或者虚拟阻抗的内部交流电压。
在一种实施方式中,该电流限制器230具体地可以包括相电流限制器,其被配置成给该相位角调节器210产生的相位角指令信号216提供相位角限制信号。在一种实施方式中,该相电流限制器230还被配置成给电压幅值调节器220产生的电压幅值指令信号226提供电压幅值限制信号。该相位角限制信号以及该电压幅值限制信号根据多种信号或者数值来产生,例如,电流反馈信号262,电压反馈信号264,电流阈值266以及阻抗值268。
在图3所示的实施方式中,该直流电压调节器250被配置成至少基于直流电压指令信号252和直流电压反馈信号254产生相位角限制调整信号256。该相位角限制调整信号256反映该直流环节128的实际直流电压偏离直流电压指令信号252的程度。在一种实施方式中,该相位角限制调整信号256被电流限制器230用来调整相位角限制信号。本发明的发明人经研究发现,在该直流环节128的直流电压发生偏离时,通过根据该相位角限制调整信号256调整相位角限制信号可以导致从网侧变流器120输出的有功功率发生增加或者减少,而通过增加或者减少输出的有功功率可以实现对直流环节128的直流电压的控制。更具体而言,当该直流环节128发生过电压状况时,通过特 定的方式使用该相位角限制调整信号256来调整相位角限制信号,可以导致网侧变流器108输出的有功功率的增加,从而进一步使得在一个或者多个控制周期之后,该直流环节128的直流电压下降,这样,可以消除或者减轻该直流环节128的过电压状况。类似地,当该直流环节128发生欠电压状况时,通过特定的方式使用该相位角限制调整信号256来调整相位角限制信号,可以导致网侧变流器108输出的有功功率的减少,从而进一步使得在一个或者多个控制周期之后,该直流环节128的直流电压上升,这样,可以消除或者减轻该直流环节128的欠电压状况。
请进一步参阅图3,由该电流限制器230产生的经过调整后的相位角指令信号232和调整后的电压幅值指令信号234被信号产生单元240用来产生网侧控制信号242,该网侧控制信号242被施加到网侧变流器108,以控制其按照特定的方式运行。在遇到暂态事件时,网侧变流器108流出的电流可以间接地通过调节与网侧变流器相关的交流电压进行控制。因此,通过执行在此揭示的混合直流电压和输出电流控制模块200,可以使得该电能变换系统100成功穿越暂态事件例如电网暂态事件,以避免该网侧变换器144中的半导体装置由于暂态事件导致的过电流问题而被损坏。此外,通过执行该混合直流电压和输出电流控制模块200,也可以使得直流环节128的直流电压得到有效的控制。
图4所示为混合直流电压和输出电流控制模块410的一种实施方式的详细模块示意图。如图4所示,该混合直流电压和输出电流控制模块410包括第一求和元件412,第二求和元件422,动态电流阈值计算单元428,电压差计算单元438,相位角限制信号计算单元444,电压幅值限制信号计算单元452,第三求和元件462,电压调节器472,相位角限制信号调整单元476,以及电压指令信号限制单元484。
在一种实施方式中,该第一求和元件412被配置成将最大电流阈值信号414与电流反馈信号负序分量416相减,并产生最大电流阈值信号正序分量418,其中,该最大电流阈值信号414根据多种因素预先设定,例如根据该网侧变流器108处理电流的能力进行设定。该电流反馈信号负序分量416可以按照已知的方法从电流反馈信号142(如图2所示)中分解得到。
在一种实施方式中,该第二求和元件422与该第一求和元件412连接,以接收该最大电流阈值信号正序分量418。该第二求和元件422还被配置成 将最大电流阈值信号正序分量418和电流反馈信号正序分量424相减,以得到电流偏差信号426。该电流反馈信号正序分量424也可以按照已知的方法从电流反馈信号142(如图2所示)中分解得到。
在一种实施方式中,该动态电流阈值计算单元428可以包括比例积分调节器或者任何其他合适的调节器,以用于根据该电流偏差信号426产生动态最大电流阈值信号436。在一些实施方式中,该动态电流阈值计算单元428可以设置有上限值432和下限值434,以用于对该动态最大电流阈值信号436进行限幅。在其他实施方式中,也可以使用单独的限幅元件对动态最大电流阈值信号436进行限幅。
在一些可替换的实施方式中,除了该图4所示的将电流反馈信号负序分量从总的电流反馈信号滤除,该动态电力阈值计算单元428也可以通过根据负序电流信号142来直接改变该最大电流阈值信号414。
在一种实施方式中,该电压差计算单元438被配置成根据该动态最大电流阈值信号436以及阻抗信号437计算电压差信号442。在其他实施方式中,该也可以不使用该动态最大电流阈值信号436,而直接使用预设的最大电流阈值414以及阻抗信号437计算该电压差信号442。在一种实施方式中,如图7所示,当所需控制的电压为变换器内部电压716(请参见图7)时,该阻抗信号437为内部阻抗712和电网阻抗714之和。在其他实施方式中,当所需控制的电压为变换器端电压718(请参见图7)时,该阻抗信号437为电网阻抗714。在一种特定的实施方式中,该电压差计算单元438可以被配置成使用下面的公式(1)计算该电压差信号442:
dV=Imax_d*[(Xbrg+Xvir)*j]  (l),
其中,dV为电压差信号442,Imax_d为动态最大电流阈值信号436,Xbrg为电网阻抗714,Xvir为内部阻抗712。
请继续参阅图4,该电压差信号442被该相位角限制信号计算单元444用来计算相位角限制信号446,448和/或被该电压幅值限制信号计算单元452用来计算电压幅值限制信号454,456。在一种特定的实施方式中,该相位角限制信号计算单元444被配置成使用下面的公式(2)和公式(3)来计算该相位角限制信号446,448:
θmax=2asin(dV2Vg_potc)---(2),]]>
θmin=-θmax     (3),
其中,θmax为最大相位角限制信号446,θmin为最小相位角限制信号448,dV代表通过虚拟阻抗712和电网阻抗714(如图7所示)所产生的电压差信号,Vg_potc为在与电网110相邻的公共连接点所测量到的电压。
在一种实施方式中,该电压幅值限制信号计算单元452被配置成使用下面的公式(4)、(5)和(6)计算该电压幅值限制信号454,456:
Vmag_diff=dV2-(Vg_potc*sinθreal)2---(4),]]>
Vmag_max=Vg_potc*cosθreal+Vmag_diff---(5),]]>
Vmag_min=Vg_potc*cosθreal-Vmag_diff---(6),]]>
其中,Vmag_max为最大电压幅值限制信号454,Vmag_min为最小电压幅值限制信号456,θreal为实际相位角信号,Vmag_diff为通过虚拟阻抗712和电网阻抗714的电压差的幅值。
该相位角限制信号计算单元444产生的最大和最小相位角限制信号446,448被提供给该相位角限制信号调整单元476。该相位角限制信号调整单元476被配置成至少基于相位角调整信号474来调整该最大和最小相位角限制信号446中之至少一者。在一种实施方式中,该相位角调整信号474由电压调节器472(例如比例积分调节器)根据直流电压差值信号468来产生,其中,该直流电压差值信号468由第三求和元件462将直流电压指令信号464与直流电压反馈信号466相减而得到。
在一种特定的实施方式中,当直流电压指令信号464小于直流电压反馈信号466时,也即,该直流环节128遇到过电压状况时,该相位角调整信号474具有负值。在此情形下,该相位角限制信号调整单元476可以使用下面的公式(7)和公式(8)来产生该调整的最大和最小相位角指令信号478,482:
θmax_newmax     (7),
θmin_new=-θdc     (8),
其中,θmax_new为调整后的最大相位角限制信号478,θmin_new为调整后的最小相位角限制信号482,θdc为相位角调整信号474。
如图8所示,调整后的最大相位角限制信号θmax_new与调整前的最大相位角限制信号θmax相等,并且其相位角值为正,如图8中两条线802和804所形成的夹角。而调整后的最小相位角限制信号θmin_new比调整前的最小相位角限制信号要大,并且,其相位角值也为正,如图8中两条线802和806所形成的夹角。可以理解的是,将最小相位角限制信号482设置为正值,可以使得该网侧变流器108在接下来的一个或者多个控制周期中提供更多的有功功率输出。由于该网侧变流器108提供更多的有功功率输出,因此,该直流环节128处的直流电压将逐渐下降,从而,该直流环节128处的过电压状况将逐渐被减轻直至消除。
在另外一种特定的实施方式中,当直流电压指令信号464大于直流电压反馈信号466时,也即,该直流环节128遇到欠电压状况时,该相位角调整信号474具有正值。在此情形下,该相位角限制信号调整单元476可以使用下面的公式(9)和公式(10)来产生该调整的最大和最小相位角指令信号478,482:
θmax_new=-θdc     (9),
θmin_newmin     (10),
其中,θmax_new为调整后的最大相位角限制信号478,θmin_new为调整后的最小相位角限制信号482,θdc为相位角调整信号474。
如图9所示,调整后的最大相位角限制信号θmax_new为负值,如图9中两条线802和814所形成的夹角。而调整后的最小相位角限制信号θmin_new与调整前的最小相位角限制信号相等,如图9中两条线802和812所形成的夹角。可以理解的是,将最大相位角限制信号482设置为负值,可以使得该网侧变流器108在接下来的一个或者多个控制周期中提供较少的有功功率输出。由于该网侧变流器108提供更少的有功功率输出,因此,该直流环节128处的直流电压将逐渐上升,从而,该直流环节128处的欠电压状况将逐渐被减轻直至消除。
请继续参阅图4,该调整后的最大和最小相位角限制信号478,482以及最大和最小电压幅值限制信号454,456被提供给该电压指令信号限制单元484。在一种实施方式中,该电压指令信号限制单元484被配置成根据该调整后的最大和最小相位角限制信号478,482对相位角指令信号486进行限制, 并提供限制的相位角指令信号492。
该电压指令信号限制单元484还被配置成根据最大和最小电压幅值限制信号454,456对电压幅值指令信号488进行限制,并提供限制的电压幅值指令信号494。在一些实施方式中,该限制的相位角指令信号492和限制的电压幅值指令信号494可以被图3所示的信号产生单元240用来产生网侧控制信号242(例如,PWM控制信号),从而控制网侧变流器108的运行。
接下来,请参阅图10,其所示为在执行如图4所示的混合直流电压和输出电流控制模块410所产生的一种实施方式的各种信号波形示意图。其中,图形610示出了在临近电网110的公共连接点所测量到的三相电网电压612,614,616。图形620示出了最大相位角限制信号622,最小相位角限制信号624以及该网侧变流器输出的实际相位角626。图形630示出了直流环节128处的反馈直流电压632。如在这些图形上所示,第一时间点t0代表该电网遇到电网故障,例如,线线故障,并且该电网故障持续到第二时间点t1。在第一时间点t0之前,该三相电网电压612,614,616具有基本相等的幅值,并且相位角彼此相隔120度,并且,最大相位角限制信号622和最小相位角限制信号624具有相反的极性,而实际的相位角信号622落入二者之间,并且具有正值,以允许该网侧变流器提供有功功率输出。在该第一时间点t0发生电网故障之后,该直流环节128的直流电压逐渐从大约600伏特上升到大约700伏特,也即,该直流环节128遇到过电压状况。为了应对该过电压状况,该混合直流电压和输出电流控制模块410被执行成调节或者增大最小相位角指令信号624的数值,使其具有正值,从而使得该网侧变流器108提供更多的有功功率输出。因此,该直流环节128的直流电压632逐渐从大约700伏特下降至600伏特左右。在该第二时间t1之后,由于电网故障已经消失,该最大相位角限制信号622和最小相位角限制信号624被恢复到正常的数值,并具有相反的极性。并且,该三相电网电压612,614,616也基本恢复正常,三者具有基本相等的幅值,而其相位角则彼此相隔120度。
图5所示为另一种实施方式的混合直流电压和输出电流控制模块420的详细模块示意图。与如图4所示的混合直流电压和输出电流控制模块410类似,在一些实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块420也可以通过硬件,软件或者软件结合硬件的方式来实现,并且可以由图1所示的变换器控制器30或者图2所示的网侧控制器116来执行。其中一个不同之处在于 该混合直流电压和输出电流控制模块420中的电压幅值限制信号计算单元452被配置成至少基于电压反馈信号458来产生最大和最小电压幅值限制信号454,456。更具体而言,在一些实施方式中,图1和图2所示的电能变换系统10,100可以被设计成提供零无功功率输出至电网110。为了满足此无功功率需求,在一种实施方式中,该电压幅值限制信号计算单元452可以被配置成使用如下的公式(11)和公式(12)产生该最大和最小电压幅值限制信号454,456:
Vmag_max_new=Vg_potc     (11),
Vmag_min_new=Vg_potc     (12),
其中,Vmag_max_new为调整后的最大电压幅值限制信号454,Vmag_min_new为调整后的最小电压幅值限制信号456,Vg_potc为在与电网110相邻的公共连接点所测量到的电压。
从公式(11)和公式(12)可以看出,该调整后的最大和最小电压幅值限制信号和454,456被设置成具有相等的数值。当直流环节128遇到过电压状况时,如图8所示,该变换器电压716的矢量末端被强制沿着圆弧段808移动,其中,该圆弧段808的一端为具有最小相位角的电压矢量806的末端点,另一端为具有最大相位角的电压矢量804的末端点。类似地,当该直流环节128遇到欠电压状况时,如图9所示,该变换器电压716的矢量末端被强制沿着圆弧段816移动,其中,该圆弧段816的一端为具有最小相位角的电压矢量812的末端点,另一端为具有最大相位角的电压矢量814的末端点。
请继续参阅图5,该最大和最小电压幅值限制信号454,456被该电压指令信号限制单元484用来对电压幅值指令信号488进行限制,并产生限制的电压幅值指令信号494。同样地,该限制的相位角指令信号492和限制的电压幅值指令信号494可以被图3所示的信号产生单元240用来产生网侧控制信号242(例如,PWM控制信号),从而控制网侧变流器108的运行。
图6所示为另一种实施方式的混合直流电压和输出电流控制模块430的详细模块示意图。与如图4所示的混合直流电压和输出电流控制模块410一样,在一些实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块430也可以通过硬件,软件或者软件结合硬件的方式来实现,并且可以由图1所示的变换器控制器30或者图2所示的网侧控制器116来执行。其中一个不同之处在于 该混合直流电压和输出电流控制模块430还包括电压限制单元469,该电压限制单元469连接在该第三求和元件462和电压调节器472之间。该电压限制单元469被配置成将该第三求和元件462提供的直流电压偏差信号468与电压阈值467进行比较,其中该电压阈值467为一个表征该直流电压反馈信号466相对直流电压指令信号464发生正常可以接收的波动范围的值。更具体而言,当该直流电压偏差信号468小于该电压阈值467时,该电压限制元件469停止提供信号给该电压调节器472。在此种状况下的结果是直流电压调节功能被暂时地在该混合直流电压和输出电流控制模块430中禁止。一旦该电压限制单元469判断出该直流电压偏差信号468大于该电压阈值467时,才恢复该直流电压调节功能,也即,该电压限制单元469将该直流电压偏差信号471提供给该电压调节器472,并由该电压调节器472产生相位角调整信号474,以用于调整该相位角限制信号446,448。
图11所示为另一种实施方式的混合直流电压和输出电流控制模块440的详细模块示意图。与如图4所示的混合直流电压和输出电流控制模块410类似,在一些实施方式中,该混合直流电压和输出电流控制模块440也可以通过硬件,软件或者软件结合硬件的方式来实现,并且可以由图1所示的变换器控制器30或者图2所示的网侧控制器116来执行。其中一个不同之处在于,图11所示的混合直流电压和输出电流控制模块440还包括q轴电流计算单元415和d轴电流计算单元419。该q轴电流计算单元415被配置成接收电压幅值指令信号413,并根据该电压幅值指令信号413产生q轴电流指令信号417,其中,该电压幅值指令信号413代表需要从网侧变流器108向电网110提供的无功功率。更具体而言,在一种实施方式中,该q轴电流计算单元415可以使用如下的公式(13)计算q轴电流指令信号417:
Q=Vmag_potc*Iq     (13),
其中,Q为期望提供的无功功率输出,其可以由特定的标准(例如,E.ON)设定,Vmag_potc为在与电网110相邻的公共连接点所测量到的电压的幅值,Iq为q轴电流指令值。
请继续参阅图11,该d轴电流计算单元419与该q轴电流计算单元415以及该动态电流阈值计算单元428连接。该d轴电流计算单元419被配置成使用由该q轴电流计算单元415提供的该q轴电流指令信号417和由该动态 电流阈值计算单元428提供的动态最大电流阈值信号436产生d轴电流指令信号421。更具体而言,该d轴电流计算单元419使用下面的公式(14)来产生该d轴电流指令信号421:
Id2+Iq2=Imax_d2     (14),
其中,Id为d轴电流指令信号,Iq为q轴电流指令信号,Imax_d为动态最大电流阈值信号。
请继续参阅图11,该电压差计算单元423被配置成至少根据由该d轴电流计算单元419提供的d轴电流指令信号421和该q轴电流计算单元415提供的q轴电流指令信号417计算得到d轴电压差信号425和q轴电压差信号427。更具体而言,该电压差计算单元423被配置成使用下面的公式(15)和公式(16)计算该d轴和q轴电压差信号:
dVd=Iq*[(Xbrg+Xvir)*j]     (15),
dV=Id*[(Xbrg+Xvir)*j]     (16),
其中,dVd为d轴电压差信号425,dVq为q轴电压差信号4427,Id为d轴电流指令信号,Iq为q轴电流指令信号,Xbrg为电网阻抗714,Xvir为变换器内部阻抗712。
在一种实施方式中,该相位角限制信号计算单元444被配置成至少根据该d轴电压差信号425和q轴电压差信号427产生最大相位角限制信号446和最小相位角限制信号448。在一种更具体的实施方式中,该相位角限制信号计算单元444被配置成使用如下的公式(17)和公式(18)来计算该最大和最小相位角限制信号446,448:
θmax=atan(dVq(Vgpotc+dVd))---(17),]]>
θmin=-θmax=-atar(dVq(Vgpotc+dVd))---(18),]]>
其中,dVd为d轴电压差信号425(如图12所示),dVq为q轴电压差信号427,为在与电网110相邻的公共连接点所测量到的电压。
在一种实施方式中,该电压幅值限制信号计算单元452被配置成至少根据该d轴电压偏差信号425,q轴电压偏差信号427以及反馈电压信号458产 生最大电压幅值限制信号454和最小电压幅值限制信号456。在一种特定的实施方式中,该电压幅值限制信号计算单元452被配置成使用如下的公式(19),公式(20)以及公式(21)来计算该电压幅值限制信号454,456:
Vmag_diff=dV2-(Vg_potc*sinθreal)2---(19),]]>
Vmag_max=Vg_ootc*cosθreal+Vmag_diff   (20),
Vmag_min=Vg_potc+dVdsinθreal---(21),]]>
其中,Vmag_max为最大电压幅值限制信号454,Vmag_min为最小电压幅值限制信号456,θreal为实际相位角信号,Vmag_diff为通过虚拟阻抗712和电网阻抗714的电压差的幅值。
请继续参阅图11,该最大相位角限制信号446和最小相位角限制信号448被该相位角限制信号调整单元476根据相位角调整信号474进行调整。举例而言,当直流环节128遇到过电压状况时,该相位角限制信号调整单元476可以使用如上文结合图4所描述的公式(7)和公式(8)来调整该最大和最小相位角限制信号446,448。类似地,当直流环节128遇到欠电压状况时,该相位角限制信号调整单元476可以使用如上文结合图4所描述的公式(9)和公式(10)来调整该最大和最小相位角限制信号446,448。该相位角限制信号调整单元476提供调整的最大相位角限制信号478和调整的最小相位角限制信号482给电压指令信号限制单元484,并由该电压指令信号限制单元484用来对相位角指令信号486进行限制。同样地,该限制的相位角指令信号492和限制的电压幅值指令信号494可以被图3所示的信号产生单元240用来产生网侧控制信号242(例如,PWM控制信号),从而控制网侧变流器108的运行。
图13所示为控制能量转换系统运行的方法1300的一种实施方式的流程图。该方法1300可以编程为程序指令或者计算机软件,并保存在可以被电脑或者处理器读取的存储介质上。当该程序指令被电脑或者处理器执行时,可以实现如流程图所示的各个步骤。可以理解,电脑可读的介质可以包括易失性的和非易失性的,以任何方法或者技术实现的可移动的以及非可移动的介质。更具体言之,电脑可读的介质包括但不限于随机访问存储器,只读存储器,电可擦只读存储器,闪存存储器,或者其他技术的存储器,光盘只读存 储器,数字化光盘存储器,或者其他形式的光学存储器,磁带盒,磁带,磁碟,或者其他形式的磁性存储器,以及任何其他形式的可以被用来存储能被指令执行系统访问的预定信息的存储介质。
在一种实施方式中,该方法1300可以从步骤1302开始执行,在执行步骤1302中,获取与电能变换系统(例如图1和图2所示的电能变换系统10,100)中的变流器装置相关的电流阈值。在一种实施方式中,该电流阈值预先设定,其代表最大允许的从该变流器装置流出的电流值。
在步骤1304中,该方法1300根据该电流阈值产生最大相位角限制信号和最小相位角限制信号。如上文所述,可以使用公式(1),公式(2)和公式(3)来计算最大和最小相位角限制信号。在一些实施方式中,该电流阈值可以具有固定的数值。在其他实施方式中,该电流阈值也可以具有变化的数值。举例而言,该电流阈值可以具有动态电流阈值,其可以根据电流反馈信号加以动态地调节,例如,根据负序分量信号直接进行调节。在另外一些实施方式中,可以将电流反馈信号中的负序分量移除,而是用电流反馈信号中的正序分量来产生该动态电流阈值信号。
在一些实施方式中,在步骤1304中,该方法1300还可以根据该电流阈值产生最大电压幅值限制信号和最小电压幅值限制信号。
在一些实施方式中,该最大和最小相位角限制信号和最大和最小电压幅值限制信号可以根据需要提供的无功功率输出来产生。举例而言,当不需要提供无功功率给电网时,该最大和最小电压幅值限制信号可以被设置成具有与电网电压相等的数值。
在步骤1306中,该方法1300至少基于直流电压指令信号和实际的反馈直流电压信号产生相位角限制调整信号。该相位角限制调整信号根据该直流环节128的电压状况而具有不同的数值。例如,在一种实施方式中,当该直流环节128遇到过电压状况时,该相位角限制调整信号可以具有负值,而当该直流环节128遇到欠电压状况时,该相位角限制调整信号可以具有正值。需要注意的是,在一些实施方式中,在此所述的步骤1306可以在步骤1304之前执行也可以和步骤1304同步执行。
在步骤1308中,该方法1300使用该相位角限制调整信号调整该最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号中的至少一者。更具体而言,可以使用如上文描述的公式(7)和公式(8)来调整该最大和最小相位角限制信号。 在其他实施方式中,可以使用如上文结合图4所描述的公式(9)和公式(10)来调整该最大和最小相位角限制信号。
在步骤1312中,该方法1300使用该调整后的最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号中的至少一者来限制相位角指令信号。在一种实施方式中,该相位角指令信号可以由上文结合图3所述的相位角调节器210来产生。
在步骤1314中,该方法1300还使用至少一个电压幅值限制信号来对电压幅值指令信号进行限制。在一种实施方式中,上文结合图3所述的电压幅值调节器220可以用来产生该电压幅值信号。
可以理解的是,在此描述的方法1300还可以包括其他步骤。例如,该方法1300还可以使用限制的相位角指令信号和限制的电压幅值指令信号来产生网侧控制信号(例如,PWM控制信号)。
虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明,但本领域的技术人员可以理解,对本发明可以作出许多修改和变型。因此,要认识到,权利要求书的意图在于涵盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

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本发明涉及能量转换系统、光伏能量转换系统和方法。其中揭示的一种方法,其至少包括如下步骤:至少基于与该变流器装置相关的电流阈值产生至少一个最大相位角限制信号和最小相位角限制信号;至少基于直流电压指令信号以及与该直流环节相关的实际电压信号产生相位角限制调整信号;使用该相位角限制调整信号调整该最大相位角限制信号和最小相位角限制信号中之至少一者;以及使用该调整后的该最大相位角限制信号和该最小相位角限制信号。

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