[發(fā)明專利]電網(wǎng)電壓不平衡情況下PWM變換器恒頻直接功率控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010278695.1
• 申請(qǐng)日: 2010-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN101951174A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏長(zhǎng)亮;耿強(qiáng);史婷娜;王慧敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/12
• 分類號(hào): H02M7/12;H02M7/217;H02M1/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種電網(wǎng)電壓不平衡情況下PWM變換器恒頻直接功率控制方法，其特征在于，包括下列步驟：

(1)確定采樣頻率；

(2)采集三相電網(wǎng)電壓、三相電網(wǎng)電流和直流側(cè)電壓，并分別計(jì)算三相靜止坐標(biāo)系中電網(wǎng)電壓和電流的合成矢量E和I；

(3)電網(wǎng)電壓和電流正、負(fù)序分量計(jì)算

建立雙旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，將電網(wǎng)電壓正、負(fù)序分量分別定位在正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的d軸上，d^p和q^p為正序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d、q軸，以角速度ω逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；dⁿ和qⁿ為負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d、q軸，以角速度ω順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；為電網(wǎng)正序電壓d軸分量；為電網(wǎng)負(fù)序電壓d軸分量；和為電網(wǎng)正序電流d、q軸分量；和為電網(wǎng)負(fù)序電流d、q軸分量；和為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電網(wǎng)電流正、負(fù)序合成矢量；θ^p、θⁿ為正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸與A軸夾角；

將電網(wǎng)電壓分別進(jìn)行正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，并將變換后的電網(wǎng)電壓經(jīng)低通濾波處理，得到電網(wǎng)電壓的正序分量和負(fù)序分量，對(duì)電網(wǎng)電流同樣依次進(jìn)行正、負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，然后經(jīng)低通濾波后，即可得到電網(wǎng)電流的正、負(fù)序分量；

(4)瞬時(shí)功率計(jì)算

按下列公式分別計(jì)算有功功率P和無功功率Q，

P=P0+Pc2cos(θp+θn)+Ps2sin(θp+θn)Q=Q0+Qc2cos(θp+θn)+Qs2sin(θp+θn)]]>

式中

P0=1.5(EdpIdp+EqpIqp+EdnIdn+EqnIqn)]]>

Pc2=1.5(EdpIdn+EqpIqn+EdnIdp+EqnIqp)]]>

Ps2=1.5(EqnIdp+EdnIqp+EqpIdn+EdpIqn)]]>

Q0=1.5(EqpIdp-EdpIqp+EqnIdn-EdnIqn)]]>

Qc2=1.5(EqpIdn-EdpIqn+EqnIdp-EdnIqp)]]>

Qs2=1.5(EdpIdn-EqpIqn+EdnIdp-EqnIqp)]]>

其中，P₀為有功功率直流分量；P_c2為以余弦規(guī)律變化的有功功率二倍頻分量幅值；P_s2為以正弦規(guī)律變化的有功功率二倍頻分量幅值；Q₀為無功功率直流分量；Q_c2為以余弦規(guī)律變化的無功功率二倍頻分量幅值；Q_s2為以正弦規(guī)律變化的無功功率二倍頻分量幅值；

(5)瞬時(shí)功率誤差計(jì)算

計(jì)算實(shí)際直流側(cè)電壓與參考值之間的誤差，將此誤差經(jīng)PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算后轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)有功功率參考值，即P₀參考值；P_c2、P_s2和Q₀參考值為0，通過與實(shí)際的瞬時(shí)功率相減后可獲得功率誤差；

(6)變換器參考電壓計(jì)算

根據(jù)功率誤差參數(shù)按照下式計(jì)算變換器參考電壓

Udp=-2L3TsEdpΔP0-EdnΔPc2(Edp)2-(Edn)2+Edp+ωLIqpUqp=2L3TsEdpΔQ0+EdnΔPs2(Edp)2+(Edn)2-ωLIdpUdn=-2L3TsEdnΔP0-EdpΔPc2(Edn)2-(Edp)2+Edn-ωLIqnUqn=2L3TsEdnΔQ0-EdpΔPs2(Edp)2+(Edn)2+ωLIdn]]>

Udqp=Udp+jUqpUdqn+Udn+jUqn]]>

式中，和為變換器正序參考電壓d、q軸分量；和為變換器負(fù)序參考電壓d、q軸分量；和為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下變換器正、負(fù)序參考電壓合成矢量；T_s為系統(tǒng)采樣周期；ω為電網(wǎng)電壓角速度；L為輸入側(cè)升壓電感；

(7)變換器參考電壓反變換

對(duì)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的變換器正、負(fù)序參考電壓進(jìn)行反變換

Uαβp=ejθpUdqpUαβp=Uαp+jUβp]]>

Uαβn=e-jθnUdqnUαβn=Uαn+jUβn]]>

Uα=Uαp+UαnUβ=Uβp+Uβn]]>

式中，和為變換器正序參考電壓α、β軸分量；和為變換器負(fù)序參考電壓α、β軸分量；和為兩相靜止坐標(biāo)系下變換器正、負(fù)序參考電壓合成矢量；U_α和U_β為兩相靜止坐標(biāo)系下變換器參考電壓α、β軸分量；

(8)電壓限幅

根據(jù)變換器能輸出的最高電壓，對(duì)兩相靜止坐標(biāo)系下變換器參考電壓α、β軸分量U_α和U_β進(jìn)行限幅，限幅后再將電壓合成，得到限幅后變換器參考電壓合成矢量；

(9)采用空間矢量調(diào)制算法對(duì)限幅后變換器參考電壓合成矢量進(jìn)行調(diào)制后輸出變換器電壓。