[發(fā)明專利]一種兩電平PWM整流器延時補償控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610213714.X
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105720842B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 王志強;于安波;夏長亮;王慧敏;耿強;谷鑫
• 申請（專利權）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李素蘭

1.一種兩電平PWM整流器延時補償控制方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟1：在k時刻，由控制系統(tǒng)對電壓、電流等物理量進行采樣，具體包括：ABC三相電網(wǎng)電壓e_A(k)、e_B(k)和e_C(k)，ABC三相電網(wǎng)電流i_A(k)、i_B(k)和i_C(k)，直流母線電壓u_dc(k)；其中，括號內k表示第k時刻；

步驟2：求解電網(wǎng)電壓e_A(k)、e_B(k)和e_C(k)的d、q軸分量與電網(wǎng)電流i_A(k)、i_B(k)和i_C(k)的d、q軸分量，具體計算方法如下：

式中，e_d(k)和e_q(k)為電網(wǎng)電壓的d、q軸分量，由于在正常供電情況下電網(wǎng)電壓的d、q軸分量是幾乎不變的，因此可認為e_d(k)等于e_d，e_q(k)等于e_q，e_d和e_q分別為兩個恒定值；i_d(k)和i_q(k)為電網(wǎng)電流的d、q軸分量；M_ABC/αβ為由ABC三相靜止坐標系到αβ兩相靜止坐標系的變換矩陣；M_αβ/dq為由αβ兩相靜止坐標系到dq兩相旋轉坐標系的變換矩陣；具體表達式如下：

式中，θ(k)為k時刻d軸與α軸的夾角；

步驟3：利用兩電平PWM變換器離散模型，根據(jù)k時刻電網(wǎng)電壓與電流的d、q軸分量，以及k時刻將要通過SVPWM調制策略輸出的交流側電壓矢量d、q軸分量u_d(k)、u_q(k)，可以預測得到k+1時刻交流測電流預測值的d、q軸分量與

括號中k+1|k表示的含義為k時刻對k+1時刻進行預測的值，上標pr表示預測值；上式中

a＝1-(T_sR_g/L_g)，b＝T_sω_g，c＝T_s/L_g

式中，T_s為IGBT開關周期，同時也為系統(tǒng)控制周期；L_g交流側濾波電感；R_g為等效的交流側電阻，包括交流側濾波電感內阻與由IGBT器件壓降等效的電阻；ω_g為電網(wǎng)電角速度；

步驟4：利用瞬時有功功率p在k時刻預測k+1時刻直流側電容電壓值其具體計算方法如下：

式中，R_L為直流側負載電阻；C是直流側電容；其中，u_dc＝u_dc,ref+Δu_dc，u_dc為k時刻直流母線實際電壓值，u_dc,ref為直流電壓參考值，為恒定值，Δu_dc為k時刻實際直流電壓與參考電壓偏差值；

將其帶入上式后可得

對上式進行拉普拉斯變換后

其中，K_s為中間變量，K_s＝R_L/u_dc,ref；對上式離散化后，可得k時刻預測得到的k+1時刻直流母線電壓

其中，k時刻預測得到的k+1時刻瞬時有功功率p^pr(k+1|k)為

步驟5：根據(jù)外環(huán)比例積分(PI)控制器預測k+1時刻參考電流的d、q軸分量具體計算方法如下：

其中，k_udc,p、k_udc,i分別為電壓外環(huán)PI控制器的比例項與積分項控制參數(shù)；i_d,ref(k)為k時刻電壓外環(huán)PI控制器計算得到參考值；u_dc,ref為電壓外環(huán)給定參考值，且為恒定值；q_ref為無功功率給定參考值，且為恒定值；

步驟6：根據(jù)k時刻預測得到的k+1時刻兩電平變流器交流測線電流d、q軸分量與預測的k+1時刻參考電流d、q軸分量求解k+1時刻交流側需合成參考電壓矢量的d、q軸分量具體計算式如下：

其中，a＝1-(T_sR_g/L_g)，b＝T_sω_g，c＝T_s/L_g；

步驟7：采用傳統(tǒng)七段式兩電平SVPWM調制策略，根據(jù)k-1時刻預測出的k時刻交流側參考電壓矢 量的d、q軸分量合成對應參考電壓矢量。