[發(fā)明專利]基于獨立下垂控制的H橋級聯(lián)型高壓岸電電源的并聯(lián)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810130263.2
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108321850B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡金杭;苗亞;徐源
• 申請（專利權(quán)）人: 澄瑞電力科技(上海)有限公司
• 主分類號: H02J3/42
• 分類號: H02J3/42;H02M5/458;H02M7/493;H02M7/5387
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 俞滌炯

1.一種基于獨立下垂控制的H橋級聯(lián)型高壓岸電電源的并聯(lián)方法，適用于級聯(lián)H橋拓撲的高壓岸電變頻電源的并聯(lián)控制，所述級聯(lián)H橋拓撲的高壓岸電變頻電源包括并網(wǎng)開關(guān)G1、預(yù)充電模塊M1、整流環(huán)節(jié)、直流電壓環(huán)節(jié)、交流逆變環(huán)節(jié)、輸出濾波環(huán)節(jié)以及電壓電流檢測與控制環(huán)節(jié)，其中整流環(huán)節(jié)包括移相變壓器T1、不控整流單元1-18；直流電壓環(huán)節(jié)包括直流電壓單元1-18、斬波單元1-18，交流逆變環(huán)節(jié)包括H橋級聯(lián)逆變單元1-18；輸出濾波環(huán)節(jié)包括隔離變壓器T2、濾波電容C1-C3、濾波電抗L1-L3、輸出開關(guān)G2；

所述電壓電流檢測與控制環(huán)節(jié)包括主電源模塊及從電源模塊的控制環(huán)節(jié)，其中主電源模塊的控制環(huán)節(jié)包括主模塊電壓電流檢測及恒壓恒頻控制器；從電源模塊的控制環(huán)節(jié)包括從模塊電壓電流檢測、有功無功解耦控制器及電流內(nèi)環(huán)控制器；

所述整流環(huán)節(jié)采用移相變壓器整流技術(shù)，為交流逆變環(huán)節(jié)提供穩(wěn)定的直流母線電壓，降低諧波；其由預(yù)充電模塊、移相變壓器T1模塊組成，預(yù)充電模塊負責(zé)為母線電容平緩充電，避免快速充電帶來的沖擊電流影響；

所述直流電壓環(huán)節(jié)，是在直流電壓過壓時能夠快速動作，穩(wěn)定直流電壓，包括直流側(cè)電壓檢測模塊、斬波單元模塊；

所述交流逆變環(huán)節(jié)，是采用H橋級聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)，為負載提供穩(wěn)定的電源輸出，由載波移相SVPWM調(diào)制器、濾波單元模塊組成，載波移相SVPWM調(diào)制配合H橋級聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)使用，提高等效開關(guān)頻率，并且減少了諧波污染；

所述岸電電源的控制單元，包括驅(qū)動及保護電路；控制單元根據(jù)并聯(lián)控制模塊提供的信號來調(diào)節(jié)相應(yīng)的岸電電源的輸出頻率和輸出電壓，使并聯(lián)的岸電電源的輸出功率達到均分的目的，具體步驟如下：

(1)根據(jù)接入船舶的電壓制式，得到當(dāng)前船舶的給定控制電壓V₀及給定控制頻率f₀；

(2)高壓岸電電源的數(shù)據(jù)采集單元采樣輸出的各相電壓u_a,u_b,u_c，采樣輸出的各相電電流i_a,i_b,i_c，計算得到各相的電壓有效值V_a,V_b,V_c，頻率實時值f_a,f_b,f_c，各相有功功率P_a,P_b,P_c,各相無功功率Q_a,Q_b,Q_c；

(3)通過軟件鎖相環(huán)的方式根據(jù)輸出的各相電壓u_a,u_b,u_c求得交流側(cè)的相位角度θ₀，以此角度為初始角度啟動輸出，實現(xiàn)各下垂控制的岸電電源的預(yù)同步啟動；

(4)采用式(1)計算得到三相有功功率與三相頻率的頻率-有功下垂曲線，其中f₀為各相的頻率給定值，m_a，m_b，m_c為頻率-有功下垂曲線系數(shù)；

(5)采用式(2)計算得到三相無功功率與三相電壓的電壓-無功下垂曲線，其中V₀為各相的電壓有效值給定值，n_a，n_b，n_c為電壓-無功下垂曲線系數(shù)；

(6)將f_a′，f_b′，f_c′作為頻率給定值控制給H橋級聯(lián)各相的頻率控制器，控制各相頻率值，V_a′，V_b′，V_c′作為三相電壓有效值給定值給電壓控制器，控制各相電壓的輸出有效值；

(7)上述頻率控制器及電壓控制器的輸出形成三相調(diào)制波信號，與移相載波的脈沖信號比較后產(chǎn)生各個模塊的SPWM控制信號，驅(qū)動級聯(lián)H橋的高壓岸電電源的各個功率模塊，形成給船舶供電的輸出電壓。