[發(fā)明專(zhuān)利]具備主動(dòng)補(bǔ)償能力的PWM整流器及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710188793.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106877333B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡蔚
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蔡蔚
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/01
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 廣西南寧公平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45104
• 代理人: 陳劍鋒

1.一種具備主動(dòng)補(bǔ)償能力的PWM整流器的控制方法，所述PWM整流器包括PWM整流器主電路和PWM整流器控制器，所述PWM整流器主電路的交流輸入側(cè)耦合有輸入電流傳感器和輸入濾波器，直流輸出側(cè)耦合有輸出電壓傳感器、輸出電流傳感器和直流側(cè)濾波電容，電網(wǎng)公共點(diǎn)與PWM整流控制器之間耦合有電網(wǎng)電壓傳感器和電網(wǎng)電流傳感器，其特征在于，所述控制方法包括如下：

1)判斷所述PWM整流器的直流側(cè)是否接入有負(fù)載；

2)如果沒(méi)有接入負(fù)載，所述PWM整流器進(jìn)入直流側(cè)閑置模式，PWM整流器直流側(cè)有功控制采用給定直流電壓與直流電壓反饋值u_dc比較，并計(jì)算出有功功率控制量；在直流側(cè)閑置模式下，PWM整流器以直流側(cè)電壓為控制目標(biāo)，根據(jù)電網(wǎng)公共接入點(diǎn)需求設(shè)定輸出無(wú)功目標(biāo)值Q^*、諧波電流d軸目標(biāo)值和諧波電流q軸目標(biāo)值進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償、諧波抑制、或者同時(shí)無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制；

3)如果所述PWM整流器直流側(cè)接入有負(fù)載，PWM整流器以給定有功功率為控制目標(biāo)，在以給定有功功率為控制目標(biāo)下，判斷直流側(cè)電壓；如果直流側(cè)電壓不符合要求范圍，PWM整流器只進(jìn)行有功功率控制，不進(jìn)行諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償；如果直流側(cè)電壓能符合要求范圍，PWM整流器以有功功率為控制目標(biāo)，并判斷電網(wǎng)是否需要有功功率支撐；其中的有功功率控制方法包括：

3.1)通過(guò)輸出電壓傳感器和輸出電流傳感器分別測(cè)得PWM整流器直流側(cè)的輸出電壓和輸出電流，并計(jì)算出直流側(cè)有功功率，將直流側(cè)有功功率與給定有功功率值比較，經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器得出電流內(nèi)環(huán)參考值

3.2)通過(guò)電網(wǎng)電壓傳感器測(cè)得電網(wǎng)電壓，鎖相后得到鎖相信號(hào)ωt，再通過(guò)輸入電流傳感器測(cè)得交流側(cè)電流，采用d-q分解法計(jì)算出交流側(cè)電流有功分量i_d和無(wú)功分量i_q ; 瞬時(shí)電壓d-q分解法的公式如下所示：

3.3)電流內(nèi)環(huán)參考值與交流側(cè)電流有功分量i_d進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)PI調(diào)解器后得到PWM調(diào)制參考信號(hào)，然后將PWM調(diào)制參考信號(hào)作為控制信號(hào)對(duì)吸收電網(wǎng)的有功功率進(jìn)行雙閉環(huán)控制；

4)如果所述PWM整流器直流側(cè)接入有負(fù)載，PWM整流器以給定有功功率為控制目標(biāo)下，且直流側(cè)電壓能符合要求范圍，如果不需要有功功率支撐，PWM整流器進(jìn)入能量吸收模式，吸收電網(wǎng)有功并向直流側(cè)提供能量，并根據(jù)電網(wǎng)公共接入點(diǎn)需求，同時(shí)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償、諧波補(bǔ)償、或者同時(shí)無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制；其中，

4.1)無(wú)功補(bǔ)償?shù)目刂品椒椋簩o(wú)功功率參考值Q^*設(shè)置為電網(wǎng)需要補(bǔ)償?shù)臄?shù)值，并采用d-q分解法求得電網(wǎng)實(shí)時(shí)無(wú)功功率Q_s，無(wú)功功率參考值Q^*與電網(wǎng)實(shí)時(shí)無(wú)功功率Q_s作比較，得出差值后經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器得出無(wú)功功率給定值再將該給定值與PWM整流器交流側(cè)電流i_q比較，又經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器后得出PWM調(diào)制所需的參考信號(hào)u_q；

4.2)諧波補(bǔ)償?shù)目刂品椒椋涸谏鲜鰺o(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)上將電網(wǎng)公共點(diǎn)的諧波含量加入電流環(huán)中，并將無(wú)功功率參考值Q^*設(shè)置為零；

4.3)同時(shí)無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制的控制方法為：在上述無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)上將電網(wǎng)公共點(diǎn)的諧波含量加入電流環(huán)中；

5)如果所述PWM整流器直流側(cè)接入有負(fù)載，PWM整流器以給定有功功率為控制目標(biāo)下，且直流側(cè)電壓能符合要求范圍，如果需要有功功率支撐，PWM整流器將原來(lái)的有功給定的方向改變符號(hào)，PWM整流器工作在能量回饋模式，往電網(wǎng)輸出能量，并根據(jù)電網(wǎng)公共接入點(diǎn)需求，同時(shí)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償、諧波補(bǔ)償、或者同時(shí)無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備主動(dòng)補(bǔ)償能力的PWM整流器的控制方法，其特征在于：所述PWM整流器主電路的交流輸入側(cè)還耦合有交流變壓器，用于使所述PWM整流器能接入更高電壓等級(jí)的電網(wǎng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備主動(dòng)補(bǔ)償能力的PWM整流器的控制方法，其特征在于：所述PWM整流器主電路的直流輸出側(cè)還耦合有輸出濾波電感，用于降低輸出電流波紋。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備主動(dòng)補(bǔ)償能力的PWM整流器的控制方法，其特征在于：所述輸入濾波器為L(zhǎng)CL型濾波器或LC型濾波器。