[發(fā)明專利]基于有源電力濾波器的Z源逆變器并網(wǎng)控制方法

在審

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• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107221931A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊旭紅;楊峰峰;吳斌;孫克帥;尹聰聰;張?jiān)骑w
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/38
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種基于有源電力濾波器的Z源逆變器并網(wǎng)控制方法，直流電壓源V_dc并聯(lián)在Z源逆變器上，Z源逆變器輸出經(jīng)過線路電感L_i接電網(wǎng)和負(fù)載，線路電感L_i與電網(wǎng)之間有并聯(lián)型有源電力濾波器APF，其特征在于，并網(wǎng)控制部分包括Z源電容電壓檢測變送器、網(wǎng)側(cè)電流檢測變送器、網(wǎng)側(cè)三相電壓檢測變送器、三相電網(wǎng)電壓鎖相環(huán)、單相電網(wǎng)電壓鎖相環(huán)、低通濾波器，將網(wǎng)側(cè)電壓由三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的第一模塊，將網(wǎng)側(cè)電流由三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)的第二模塊，將電壓由兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系反變換到三相靜止坐標(biāo)系的第三模塊，將電流由兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系反變換到三相靜止坐標(biāo)系的第四模塊，PI控制器及兩個(gè)用于產(chǎn)生調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號的SPWM模塊；

Z源逆變器控制方法：

1)電壓檢測變送器采集三相并網(wǎng)電壓u_a、u_b、u_c，將此三相電壓一方面送到三相電壓鎖相環(huán)采集三相并網(wǎng)電壓的并網(wǎng)角度ωt，另一方面將三相電壓和并網(wǎng)角度ωt送到第一模塊，將三相靜止坐標(biāo)系下的電壓轉(zhuǎn)換成兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓u_d、u_q；

2)利用三相電流檢測變送器檢測三相并網(wǎng)電流i_a、i_b、i_c，將此三相電流和并網(wǎng)角度ωt送到第二模塊，將三相靜止坐標(biāo)系下的電流轉(zhuǎn)換成兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流i_d、i_q；

3)將得到的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓/電流進(jìn)行解耦，最終得到解耦后的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓u_1d、u_1q；

4)將解耦后得到的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓送到第三模塊，將兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電壓轉(zhuǎn)換成三相靜止坐標(biāo)系下的電壓，將此電壓信號送到SPWM調(diào)制模塊，得到傳統(tǒng)電壓型逆變器所需的開關(guān)信號；

5)利用電容電壓檢測變送器采集Z源阻抗網(wǎng)絡(luò)電容的電壓與參考值比較后送到傳統(tǒng)PI控制器，經(jīng)PI控制器調(diào)節(jié)后產(chǎn)生Z源逆變器所需的直通矢量；將傳統(tǒng)開關(guān)矢量和直通矢量疊加后得到逆變器總的開關(guān)信號，該信號經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路后控制Z源逆變器中三相逆變器開關(guān)管的接通與關(guān)斷，進(jìn)而控制并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)入網(wǎng)電流的幅值和相位；

APF控制方法：

(1)利用單相電網(wǎng)電壓檢測變送器檢測到單相電壓u_a，經(jīng)過單相電網(wǎng)電壓鎖相環(huán)得到A相電壓的并網(wǎng)角度ω₁t；

(2)利用三相電網(wǎng)電流檢測變送器，檢測網(wǎng)側(cè)三相并網(wǎng)電流i_a、i_b、i_c，將此三相電流和單相并網(wǎng)角度ω₁t，送到第二模塊，此模塊會(huì)將三相靜止坐標(biāo)系下的電流轉(zhuǎn)換成兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流i_pf、i_qf；

(3)將步驟(2)中的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流分別通過低通濾波器LPF，變成電流將電流以及單相并網(wǎng)角度ω₁t，送到第四模塊，將兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流反變換成三相靜止坐標(biāo)系下的電流i_af、i_bf、i_cf；

(4)將步驟(3)中的三相電流i_af、i_bf、i_cf與三相并網(wǎng)電流i_a、i_b、i_c分別做差得到三相電流中所含的高次諧波電流i_ah、i_bh、i_ch；

(5)將步驟(4)中的高次諧波電流取反后得到有源電力濾波器的調(diào)制信號，將此信號送到SPWM調(diào)制模塊進(jìn)行調(diào)制，得到APF中逆變器的開關(guān)信號，APF產(chǎn)生與電流高次諧波相反的諧波電流對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償，從而達(dá)到濾除諧波的作用。