[發(fā)明專利]一種ISOP逆變器系統(tǒng)無互聯(lián)均壓控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510347580.6
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104917417B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳武;王廣江
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H02M7/493
• 分類號: H02M7/493
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及ISOP逆變器系統(tǒng)無互聯(lián)均壓控制方法，特別是涉及一種ISOP逆變器系統(tǒng)無互聯(lián)均壓控制方法。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電力電子裝置向著高頻化、模塊化和集成化的方向發(fā)展，將多個標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊通過串并聯(lián)組合方式構(gòu)成滿足不同需求的各種電力電子裝置是電力電子系統(tǒng)集成技術(shù)的一個研究熱點。輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)(Input-Series Output-parallel，ISOP)組合變換器作為多模塊串并聯(lián)組合變換器的一種，十分適用于高電壓輸入、低電壓大電流輸出應(yīng)用場合。

工業(yè)應(yīng)用中的逆變器電源往往輸入電壓很高、輸出功率很大，因此開關(guān)器件的選擇就受到了限制。因此，可將多個逆變器模塊的輸入端串聯(lián)、輸出端并聯(lián)構(gòu)成ISOP組合形式，這樣每個逆變器模塊的輸入電壓、輸出電流就會降低到原來的1/N(N為串聯(lián)模塊數(shù))，從而降低了每個模塊所需開關(guān)器件的電壓和電流應(yīng)力，且提高整個系統(tǒng)的性能。

對于ISOP逆變器組合系統(tǒng)來說，其關(guān)鍵問題是保證各個模塊在輸入側(cè)均壓和輸出側(cè)均流。目前，許多學(xué)者已針對IPOP變換器并聯(lián)組合系統(tǒng)的無互聯(lián)控制技術(shù)的進行了大量的研究，研究表明可以通過改變逆變器輸出電壓的頻率來控制輸出有功功率，通過改變逆變器輸出電壓的幅值來控制輸出無功功率，這也是逆變器并聯(lián)系統(tǒng)無互聯(lián)控制采用頻率電壓幅值下垂法的理論依據(jù)。然而，目前對ISOP逆變器組合系統(tǒng)無互聯(lián)均壓控制的研究卻比較少。申請?zhí)枮镃N201010567190.7專利提出了一種“輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型高頻連逆變器模塊的穩(wěn)定電流控制方法”，該方法對于N個模塊的輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)型逆變器系統(tǒng)，在控制策略上采用輸出電流交叉反饋的方式實現(xiàn)了各個模塊間的輸入電壓均壓和功率均分，但是該控制方法中模塊之間有交叉互聯(lián)，系統(tǒng)模塊化程度不高，可擴展性受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種模塊之間無互聯(lián)、模塊化程度高、可擴展性強的基于頻率上翹特性電壓幅值下垂特性的ISOP逆變器系統(tǒng)無互聯(lián)均壓控制方法。

技術(shù)方案：為達到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的一種ISOP逆變器系統(tǒng)無互聯(lián)均壓控制方法，包括如下的步驟：

步驟1)：對每個逆變器模塊的濾波電感電流I_Lfi和輸出電壓V_oi進行采樣，通過功率計算單元計算每個逆變器模塊輸出的無功功率Q_i，然后根據(jù)每個逆變器模塊的輸出參考電壓幅值V_i與無功功率Q_i的下垂特性曲線計算輸出參考電壓幅值V_i；

步驟2)：對每個逆變器模塊的輸入電壓V_ini進行采樣，然后根據(jù)每個逆變器模塊的頻率f_i與輸入電壓V_ini的上翹特性曲線計算輸出參考電壓頻率f_i；

步驟3)：將步驟1)得到的輸出參考電壓幅值V_i和步驟2)得到的輸出參考電壓頻率f_i進行合成，得到輸出參考電壓V_refi；

步驟4)：將步驟3)得到的輸出參考電壓V_refi與步驟1)得到的輸出電壓V_oi相減，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器得到輸出參考電流I_refi；

步驟5)：將步驟4)得到的輸出參考電流I_refi與步驟1)得到的濾波電感電流I_Lfi相減，通過PI調(diào)節(jié)器和輸出電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生PWM波，來驅(qū)動逆變器模塊的開關(guān)器件；

以上各步驟中的i＝1,2,...,N，N≥1。

進一步，所述步驟1)中的每個逆變器模塊的輸出參考電壓幅值V_i與無功功率Q_i的下垂特性曲線的表達式為：

V_i＝V'_0i-K_iQ_i(1)

其中，K_i為電壓幅值下垂系數(shù)，V'_0i為空載電壓幅值，i＝1,2,...,N，N≥1。

進一步，所述步驟2)中的每個逆變器模塊的頻率f_i與輸入電壓V_ini的上翹特性曲線的表達式為：

f_i＝f'_0i+M_iV_ini(2)