技術領域

本發明主要涉及功率轉換控制系統。?

背景技術

典型的配電系統包括含有DC側和AC側的功率轉換模塊、電耦合到功率轉換模塊的AC側的電網、電耦合到功率轉換模塊的DC側的配電單元以及用于執行功率轉換模塊的控制的轉換控制系統。轉換控制系統通常包括用于生成同步的相位和頻率信號的鎖相環(PLL)電路。?

PLL電路通常是閉合回路電路并在配電系統的基本穩定操作狀況下工作得很好。但是，當例如低電壓穿越(LVRT)、零電壓穿越(ZVRT)或高電壓穿越(HVRT)的瞬變狀況發生時，電網電壓有很大的相位躍變，并且PLL電路可能無法提供足夠快速的響應以阻止有功功率的反向流動或可能導致配電系統中不恰當的無功功率控制。?

將合乎需要的是具有改進的功率轉換控制系統和方法，其對瞬變狀況有快速的響應。?

發明內容

根據本文公開的實施例，一種配電系統包括功率轉換模塊和轉換控制系統，該功率轉換模塊用于執行在DC側的DC電壓與在AC側的AC功率之間的功率轉換。功率轉換模塊的AC側電耦合到電網。該轉換控制系統包括：鎖相環電路，用于接收電網電壓的多相位參考信號和用于生成同步的信號；調整器，用于接收參考命令、二相電網反饋信號和同步的信號并用于生成用于功率轉換模塊的控制信號；以?及相位補償電路，用于接收同步的信號和電網電壓的多相位參考信號、用于獲取相位位移信號、以及用于在相位位移信號超過閾值時生成用于補償參考命令的或補償同步的信號的相位補償信號。?

根據本文公開的另一個實施例，相位跟蹤電路包括鎖相環電路和相位補償電路。該鎖相環電路包括：相位檢測器，用于接收多相位參考信號和反饋相位信號、用于執行旋轉變換以將多相位參考信號轉換成二相直和交(direct?and?quadrature)參考系中的二相信號、以及用于生成相位誤差信號；相位調整器，用于接收相位誤差信號并生成同步的頻率信號；以及積分器，用于接收同步的頻率信號和生成同步的相位信號。相位補償電路包括快速相位誤差檢測器，其用于接收同步的相位信號和多相位參考信號、用于生成相位位移信號、以及用于在相位位移信號超過閾值時生成相位補償信號以用于補償來自鎖相環電路的同步的相位信號。?

附圖說明

當參考附圖閱讀下文的詳細描述時，本發明的這些和其他特征、方面和優點將變得更好理解，其中相似字符表示貫穿附圖的相似部分，其中：?

圖1是根據本發明的一個實施例的示范配電系統的框圖。?

圖2是圖1的配電系統中的示范鎖相環(PLL)電路的框圖。?

圖3是示出圖2中PLL電路的相位檢測器所執行的旋轉變換的矢量圖。?

圖4是示出二相d-q參考系中的電壓和電流信號的矢量圖。?

圖5是圖1的配電系統的轉換控制系統的示范相位補償電路的框圖。?

具體實施方式

本文公開的實施例涉及一種包括功率轉換模塊和轉換控制系統?的多相位配電系統。該轉換控制系統包括鎖相環(PLL)電路，其用于生成電網電壓的同步的相位和頻率信號。在某些實施例中，該配電系統包括電耦合到功率轉換模塊的DC側的配電單元。在其他實施例中，該配電系統包括耦合到功率轉換模塊的DC側的負載。該轉換控制系統還包括相位補償電路，其用于跟蹤電網的瞬間參考相位與來自PLL電路的同步的相位信號之間的相位位移，以及用于在該相位位移超過閾值時發送相位補償信號。因此，該轉換控制系統甚至在例如低電壓穿越(LVRT)、零電壓穿越(ZVRT)和高電壓穿越(HVRT)的瞬變電網狀況下仍然提供平滑的控制。雖然配電系統的實施例示出為三相系統，但是要理解，配電系統可以包括其他多相位系統。?

參考圖1，根據本發明的一個實施例的示范三相配電系統10包括功率轉換模塊12，該功能轉換模塊12具有DC側14和三相AC側16。電網18電耦合到功率轉換模塊12的AC側16。提供轉換控制系統20以用于執行對功率轉換模塊12的控制。在圖示的實施例中，功率轉換模塊12的DC側14包括例如電容器22的電壓支持裝置。在某些實施例中，功率轉換模塊12包括多個半導體開關24(例如集成門極換流晶閘管(IGCT)和/或絕緣柵雙極晶體管(IGBT))，轉換控制系統20發送用于控制半導體開關24的接通或斷開的控制信號26。配電單元28電耦合到功率轉換模塊12的DC側14。?