[發明專利]一種對零軸矢量構造旋轉坐標系的電壓源逆變器控制方法

有效

• 申請號: 201710320217.4
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN106972775B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 袁朋生;孟獻儀;張洋;經雪園;王青松;劉雷;胡海濤;趙曉波
• 申請（專利權）人: 徐州潤澤電氣有限公司;徐州和緯信電科技有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種對零軸矢量構造旋轉坐標系的電壓源逆變器控制方法，在dq0同步旋轉坐標系中，通過基于二階廣義積分器的90⁰移相系統來構造一個與零軸正交的坐標系，并對該虛擬坐標系進行Park變換為旋轉面垂直于dq軸平面的同步旋轉坐標系，這樣原零軸上交流量就變換為直流量，通過PI控制器可實現無靜差跟蹤控制；本發明控制方案可精確快速地跟蹤dq0坐標系零軸上的零序分量，同時該方案對于小范圍的頻率偏差具有明顯的自適應能力，零序電流控制效果極好。

技術領域

本發明屬于電力電子控制技術領域，具體涉及一種對零軸矢量構造旋轉坐標系的電壓源逆變器控制方法。

背景技術

電壓源逆變器在可再生能源并網、電能質量治理、變頻調速等領域得到了廣泛的研究和應用。在這些領域中，逆變器的控制方法直接關系到系統的穩定、高效、可靠和優化運行。電壓源逆變器的控制目標是使得逆變器的輸出電流無靜差地跟蹤給定電流，且能夠快速響應各類負載的變化。

在實際應用中，由于不平衡負載、非線性負載、開關死區等因素，會在電壓源逆變器的輸出電流中引入低次諧波，影響系統穩定運行。為了實現電壓源逆變器的無靜差控制，目前最常用的控制技術是矢量控制技術，采用電流閉環控制，在dq同步旋轉坐標系下將交流矢量變為直流量，根據功率指令計算出的有功、無功電流，利用PI調節器可以無靜差跟蹤直流分量的特性，對有功、無功電流誤差進行調節。

上述常用的電壓源逆變器控制方法可以無靜差地跟蹤正序和負序電流，但無法跟蹤零序電流。隨著三相不平衡調節裝置（SPC）越來越多的應用在電能質量治理領域，三相四橋臂變流器中性線零序電流的控制變得尤為重要，尤其是在三相不平衡條件下零序電流過大會導致裝置損耗增大，嚴重影響系統穩定運行。

根據以上分析可知，目前常用的電壓源逆變器控制方法利用坐標變換，將有功、無功電流解耦，在正序、負序雙同步旋轉坐標系下可以實現無靜差地跟蹤正序和負序電流，但無法跟蹤零序電流，更無法對零序電流進行抑制，嚴重影響了控制效果。

發明內容

針對現有技術存在的技術問題，提出一種對零軸矢量構造旋轉坐標系的電壓源逆變器控制方法，將dq0同步旋轉坐標系的零軸再構造旋轉坐標系，將零軸交流量變換為直流量進行控制，實現了對零序分量的精確無靜差跟蹤。

具體而言，本發明提供了一種對零軸矢量構造旋轉坐標系的電壓源逆變器控制方法，采用如下技術方案：

步驟（1）采集三相電網輸出電流i_a、i_b、i_c，通過計算得到零軸電流i₀；

步驟（2）通過二階廣義積分器構造一個與零軸正交的靜止0-0’坐標系，在0’軸構造一個與零軸電流i₀正交的虛擬電流矢量i₀’，與i₀合成新零軸電流矢量I₀；

步驟（3）將該靜止0-0’坐標系通過Park變換再構造為旋轉面垂直于dq軸平面的0_d-0_q同步旋轉坐標系，在新0_d-0_q旋轉坐標系下將零軸電流矢量I₀分解為i_0d和i_0q;同理得到電流參考值i_0d*和i_0q*;