[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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率變換裝置控制領(lǐng)域，涉及交直流系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換裝置領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)。

背景技術(shù)

PWM變換器具有功率因數(shù)高、輸入電流諧波含量少、直流側(cè)電壓恒定和功率可雙向流動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，在分布式發(fā)電、交流傳動(dòng)、有源濾波、無功補(bǔ)償和可再生能源利用等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

目前，國外對(duì)PWM變換器控制策略主要分為矢量控制和直接功率控制兩大類，直接功率控制以控制算法簡單、動(dòng)態(tài)性能好、效率高、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)得到國內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注。傳統(tǒng)的直接功率控制存在輸出開關(guān)頻率不固定和系統(tǒng)采樣頻率較高等缺點(diǎn)，因此恒頻直接功率控制成為此類控制策略中的研究熱點(diǎn)。

電網(wǎng)電壓不平衡會(huì)在PWM變換器交流側(cè)產(chǎn)生大量諧波電流并使系統(tǒng)有功功率大幅波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起系統(tǒng)性能急劇惡化。為改善系統(tǒng)性能，很多學(xué)者在矢量控制策略的基礎(chǔ)上提出了很多改進(jìn)算法，但在恒頻直接功率控制策略中，應(yīng)對(duì)電網(wǎng)電壓不平衡的改進(jìn)算法目前尚不多見。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)電網(wǎng)電壓不平衡情況下，系統(tǒng)有功功率大幅波動(dòng)和交流側(cè)電流嚴(yán)重畸變的情況，提出一種改進(jìn)的恒頻直接功率控制方法，該方法可以有效地抑制系統(tǒng)有功功率波動(dòng)，大幅減小交流側(cè)電流諧波。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

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，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，