[發明專利]電網電壓不平衡下網側變換器無差拍功率控制方法

有效

• 申請號: 201310456797.1
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103515955A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 陳煒;耿秀杰;夏長亮
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種電網電壓不平衡下網側變換器無差拍功率控制方法，包括下列步驟：

(1)檢測網側變換器當前時刻（第k時刻）的三相電網電壓，三相交流側電流與直流側電壓；

(2)將步驟(1)得到的三相電網電壓采樣值與三相交流側電流采樣值經3/2坐標變換得到兩相靜止坐標系下的電網電壓采樣值u_gα(k)、u_gβ(k)與交流側電流采樣值i_gα(k)、i_gβ(k)，并將兩相靜止坐標系下的電網電壓采樣值u_gα(k)、u_gβ(k)延遲四分之一電網周期后得到電網電壓延遲量u′_gα(k)、u′_gβ(k)；

(3)將直流側電壓參考值與步驟(1)檢測到的直流側電壓值做差，經過比例積分控制器得到的輸出量再與直流側電壓參考值相乘得到有功功率參考值P^*(k)；

(4)將步驟(2)得到的兩相靜止坐標系下的電網電壓采樣值、電網電壓延遲量和步驟(3)得到有功功率參考值作為參考電流計算模塊的輸入量，計算得到交流側電流參考值計算公式為：

igα*(k)=-m(k)ugβ′(k)+n(k)ugα′(k)igβ*(k)=m(k)ugα′(k)+n(k)ugβ′(k)]]>

m(k)=2P*(k)3[ugα′(k)ugβ(k)-ugα(k)ugβ′(k)]n(k)=1-1-4ω2Lg2m2(k)2ωLg]]>

式中，L_g為濾波電抗器的電感值，ω為電網電壓角頻率;

(5)將步驟(1)得到的三相電網電壓采樣值、三相交流側電流采樣值和步驟(4)得到的交流側電流參考值作為無差拍功率控制器的輸入量，計算得到變換器交流側電壓u_cα(k)、u_cβ(k)，無差拍控制計算公式為

ucα(k)=ugα(k)-LgTsigα*(k+1)-RgTs-LgTsigα(k)ucβ(k)=ugβ(k)-LgTsigβ*(k+1)-RgTs-LgTsigβ(k)]]>

式中，T_s為采樣頻率，R_g為濾波電抗器的等效電阻;

(6)為補償計算與控制過程中的時間延遲，需提前預測第k+1時刻的變換器交流側電壓u_cα(k+1)、u_cβ(k+1)并作為控制電壓，計算公式為

ucα(k+1)=ugα(k+1)-LgTsigα*(k+2)-RgTs-LgTsigα(k+1)ucβ(k+1)=ugβ(k+1)-LgTsigβ*(k+2)-RgTs-LgTsigβ(k+1)]]>

上式用到的第k+1時刻的電網電壓采樣值u_gα(k+1)、u_gβ(k+1)，第k+1時刻的交流側電流采樣值i_gα(k+1)、i_gβ(k+1)與第k+2時刻的交流側電流參考值在第k時刻是未知的，需提前進行預測，根據各變量的不同情況其預測公式分別為

ugα(k+1)=ugα(k)ugβ(k+1)=ugβ(k)]]>

igα(k+1)=TsLg[ugα(k)-ucα(k)]-RgTs-LgLgigα(k)igβ(k+1)=TsLg[ugβ(k)-ucβ(k)]-RgTs-LgLgigβ(k)]]>

igα*(k+2)=3igα*(k+1)-3igα*(k)+igα*(k-1)igβ*(k+2)=3igβ*(k+1)-3igβ*(k)+igβ*(k-1)]]>

(7)將步驟(6)得到的控制電壓經2/3坐標變換與空間矢量脈寬調制后得到控制功率器件的開關信號S_a,b,c(k+1)，用來控制功率開關器件的通斷順序與通斷時間。