[發(fā)明專利]一種三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器的比例諧振控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210213313.6
• 申請(qǐng)日: 2012-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102723885A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏長(zhǎng)亮;周發(fā)強(qiáng);王志強(qiáng);陳煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M7/12
• 分類(lèi)號(hào): H02M7/12;H02M1/42
• 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

1.一種三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器的比例諧振控制方法，其特征在于包括如下幾個(gè)階段：

(1)首先將三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器等效為一個(gè)三相電壓型變換器的開(kāi)關(guān)電路，等效后的開(kāi)關(guān)電路結(jié)構(gòu)的等效交流側(cè)電感L_fx為濾波電感與限流電感合成的等效電感，等效交流側(cè)電壓為各級(jí)聯(lián)整流器單元交流側(cè)電壓的2倍，等效直流側(cè)電壓U_dc，eq為各直流電容電壓均值的2倍，等效電容C_eq為各級(jí)聯(lián)整流器單元直流側(cè)電容的一半；然后由該等效開(kāi)關(guān)電路得到該整流器在兩相αβ靜止坐標(biāo)系下的等效開(kāi)關(guān)電路數(shù)學(xué)模型：

uα′uβ′=2uα2uβ=eαeβ-Rf00Rfiαiβ-Lfxdiα/dtLfxdiβ/dt]]>

式中，u'_α、u'_β為三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器等效開(kāi)關(guān)電路在αβ坐標(biāo)系下的等效相電壓；

u_α、u_β為各組VSR單元在αβ坐標(biāo)系下的交流側(cè)相電壓;

e_α、e_β為三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器在αβ坐標(biāo)系下的網(wǎng)側(cè)相電壓;

i_α、i_β為三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器在αβ坐標(biāo)系下的交流側(cè)輸入線電流；

L_fx=L_f+L_x/3，為等效開(kāi)關(guān)電路的等效電感；

L_f為濾波電感；L_x為限流電感；R_f為濾波電感內(nèi)阻；

(2)建立瞬時(shí)功率-電流模型：

iα,refiβ,ref=231eα2+eβ2eαeβeβ-eαprefqref,]]>

式中，i_α，ref、i_β，ref為三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器在αβ坐標(biāo)系下的交流側(cè)線電流參考值;

p_ref、q_ref為三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器網(wǎng)側(cè)輸入的總瞬時(shí)有功和無(wú)功功率參考值；

其中，

p_ref＝3G_PI(s)(U_dc，ref-U_dc,av)U_dc，ref

式中，U_dc,ref為各組直流側(cè)電容電壓的參考值；

U_dc,av為三組VSR直流側(cè)電容電壓的平均值；

為比例積分PI控制器數(shù)學(xué)表達(dá)式，式中K_vp、K_vi分別為PI控制器的比例系數(shù)和積分系數(shù)，s為微分算子；

(3)建立電壓補(bǔ)償量數(shù)學(xué)模型：

uα1′uβ1′=-1/3001uαuβ]]>

uα2′uβ2′=2/33/33/30uαuβ]]>

uα3′uβ3′=2/3-3/3-3/30uαuβ]]>

式中，u′_αi、u'_βi為VSR單元i(i＝1,2,3)在αβ坐標(biāo)系下的交流側(cè)相電壓補(bǔ)償量；

(4)檢測(cè)三相電網(wǎng)電壓e_a、e_b、e_c和網(wǎng)側(cè)三相輸入電流i_a、i_b、i_c，分別經(jīng)abc-αβ坐標(biāo)變換模塊得到兩相靜止坐標(biāo)系下的網(wǎng)側(cè)電網(wǎng)電壓e_α、e_β和輸入電流i_α、i_β；

(5)檢測(cè)三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器的3組直流側(cè)電容電壓，并計(jì)算其平均值U_dc,av；

(6)采用PI控制器調(diào)節(jié)3組直流側(cè)電容電壓平均值U_dc,av來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)瞬時(shí)有功功率給定：即將3組直流電容電壓參考值U_dc，ref與步驟(5)的平均值U_dc,av相減后的差值輸入PI控制器調(diào)節(jié)，PI輸出值與U_dc，av乘積的3倍作為系統(tǒng)瞬時(shí)有功功率參考值p_ref給定，系統(tǒng)無(wú)功功率參考值q_ref設(shè)置為0；

(7)根據(jù)步驟(2)的瞬時(shí)功率-電流模型，由步驟(4)的兩相靜止坐標(biāo)下的電網(wǎng)電壓e_α、e_β與步驟(6)中得到的系統(tǒng)瞬時(shí)有功p_ref和無(wú)功參考值q_ref，計(jì)算得到兩相靜止坐標(biāo)系下系統(tǒng)輸入電流參考值i_α，ref、i_β，ref；

(8)根據(jù)步驟(1)的三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器兩相靜止坐標(biāo)下的等效開(kāi)關(guān)電路數(shù)學(xué)模型，將步驟(7)得到的系統(tǒng)輸入電流參考值i_α,ref、i_β,ref分別與步驟(4)的兩相靜止坐標(biāo)下的網(wǎng)側(cè)電流i_α、i_β相減，得到的電流誤差采用比例諧振（PR）控制器調(diào)節(jié)得到兩相靜止坐標(biāo)系下LVC-VSR等效開(kāi)關(guān)電路交流側(cè)電壓給定值u'_α，ref、u'_β，ref；

(9)將步驟(8)的兩相靜止坐標(biāo)系下LVC-VSR等效開(kāi)關(guān)電路交流側(cè)電壓給定值u'_α，ref、u'_β，ref的1/2值u_α，ref、u_β，ref作為電壓補(bǔ)償環(huán)節(jié)的輸入，根據(jù)步驟(3)的電壓補(bǔ)償量數(shù)學(xué)模型，計(jì)算得到3組VSR單元交流側(cè)電壓參考值u_αi、u_βi；

(10)將步驟(9)得到的每個(gè)VSR交流側(cè)電壓信號(hào)u_αi、u_βi經(jīng)過(guò)載波移相空間矢量脈寬調(diào)制后，產(chǎn)生控制三重化線電壓級(jí)聯(lián)型整流器的三個(gè)VSR單元的功率器件開(kāi)關(guān)信號(hào)。