(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211254472.0 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区北农路2号 申请人 宁波舟山港集团有限公司 　 武汉理工大 学 (72)发明人 程鹏　王笑睿　颜明东　袁成清　 田新首　李将渊　袁裕鹏　 (74)专利代理 机构 北京天盾知识产权代理有限 公司 11421 专利代理师 姜有保 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) H02J 9/06(2006.01) (54)发明名称 一种用于船舶岸电系统的变流器跟网型控 制方法及装置 (57)摘要 本发明涉及一种用于船舶岸电系统的变流 器跟网型控制方法及装置， 基于输出电压d轴分 量Ud、 电网频率ω， 通过电压幅度频率外环控制 单元调节， 获得电流内环控制单元的指令值idref 和iqref， 通过电流内环控制单元调节， 获得岸电 系统变流器输出电压d轴分量参考值vdref、 输出 电压q轴分量参考值vqref； 将岸电系统变流器输 出电压d轴分量参考值vdref、 输出电压q轴分量参 考值vqref经过反帕克变换获得岸电系统变流器 输出电压vs,将输出电压vs输出至PMW模块， PMW 模块产生PMW信号控制岸电系统的变流器。 本发 明能够实现岸电系统电网频率无差调节， 有效降 低并网成本。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 115395573 A 2022.11.25 CN 115395573 A 1.一种用于船舶岸电系统的变流器跟网型控制方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 获得船舶电力系统电压Uabc、 输出电流Iabc， 将船舶电力系统电压Uabc、 输出电流 Iabc经过帕克变换获得输出电压d轴分量Ud、 输出电压q轴分量Uq， 输出电流 d轴分量Id、 输出 电流q轴分量 Iq， 由Uq通过锁相环得到的电网频率ω； 步骤2： 基于输 出电压d轴分量Ud、 电网频率ω， 通过电压幅度频率外环控制单元调节， 获 得电流内环控制单 元的指令值 idref和iqref， 步骤3： 基于指令值idref和iqref、 输出电流d轴分量Id、 输出电流q轴分量Iq， 通过电流内环 控制单元调节， 获得岸电系统变流器输出电压d轴 分量参考值vdref、 输出电压q轴 分量参考 值vqref； 步骤4： 将岸电系统变流器输出电压d轴分量参考值vdref、 输出电压q轴分量参考值vqref 经过反帕克变换获得岸电系统变 流器输出电压vs,将输出电压vs输出至PMW模块， PMW模块产 生PMW信号控制岸电系统的变流器。 2.根据权利要求1所述的用于船舶岸电系统的变流器跟网型控制方法， 其特征在于： 步 骤2中， 当港区不需要对系统容量进行直接调度时， 通过电压幅度频率外环控制单元调节， 获得电流内环控制单 元的指令值 idref和iqref。 3.根据权利要求2所述的用于船舶岸电系统的变流器跟网型控制方法， 其特征在于： 步 骤2中， 通过如下公式获得电流内环控制单 元的指令值 idref和iqref， idref＝Gp1(s)(ωref‑ω) iqref＝Gq1(s)(udref‑ud) 其中， Gp1(s)为频率 ‑有功电流函数， Gq1(s)为电压 ‑无功电流函数， ω为锁相环得到的电 网频率， ud为岸电系统变流器输出电压d轴分量， ωref为电网频率参考值， udref为电压参考 值， idref以及iqref为电流内环指令值。 4.根据权利要求3所述的用于船舶岸电系统的变流器跟网型控制方法， 其特征在于： 频 率‑有功电流 函数Gp1(s)和电压 ‑无功电流 函数Gq1(s)为以下任何形式之一， A.比例控制器 Gp1(s)＝kωp； Gq1(s)＝kup 其中， kωp为频率‑有功电流比例系数， kup为电压‑无功电流比例系数； B.比例积分微分控制器 Gp1(s)＝kωp+kωi/s+skωd； Gq1(s)＝kup+kui/s+skud 其中， kωp、 kωi、 kωd为频率‑有功电流比例、 积分、 微分系数， kup、 kui、 kud为电压‑无功电流 比例、 积分、 微分系数， s为 微分因子 。 5.根据权利要求1所述的用于船舶岸电系统的变流器跟网型控制方法， 其特征在于： 步 骤2中， 当港区需要对系统容 量进行直接调度时， 基于输出电压 d轴分量Ud、 电网频率ω， 通过电压幅度频率外环控制单元和功率外环单 元调节， 获得电流内环控制单 元的指令值 idref和iqref。 6.根据权利要求5所述的用于船舶岸电系统的变流器跟网型控制方法， 其特征在于： 步 骤2中， 通过电压幅度频率外环控制单元调节获得功率外环单元的指令值Pref和Qref， 具体公 式如下， Pref＝Gp3(s)(ωref‑ω)权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115395573 A 2Qref＝Gq3(s)(udref‑ud) 其中， Gp3(s)与Gq3(s)为频率 ‑有功函数、 电压 ‑无功函数， ω为锁相环得到的电网频率， ud为岸电系统变流器输出电压d轴分量， ωref为电网频率参考值， udref为电压参考值， Pref、 Qref为功率外环单 元的指令值。 7.根据权利要求6所述的用于船舶岸电系统的变流器跟网型控制方法， 其特征在于： 步 骤2中， 基于指令值Pref和Qref、 岸电系统变流器输出有功功率P和无功功率Q， 通过功率外环 单元调节获得电流内环控制单 元的指令值 idref和iqref。 8.根据权利要求7所述的用于船舶岸电系统的变流器跟网型控制方法， 其特征在于： 步 骤2中， 通过功率外环单 元调节获得电流内环控制单 元的指令值 idref和iqref， 具体公式如下， idref＝Gp4(s)(Pref‑P) iqref＝Gq4(s)(Qref‑Q) 其中， Gp4(s)与Gq4(s)为有功 ‑有功电流函数、 无功 ‑无功电流函数， Pref、 Qref为功率外环 控制单元的指令值， P、 Q为岸电系统变流器输出有功、 无功功率， idref、 iqref为电流内环控制 单元的指令值。 9.根据权利要求1至8任何一项所述的用于船舶岸电系统的变流器跟网型控制方法， 其 特征在于： 步骤1中， 通过锁相环获得电网频率ω 。 10.一种用于船舶岸电系统的变流器跟网型控制装置， 其特征在于： 用于执行权利要求 1至9任何一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115395573 A 3