[發明專利]一種適用于三相電壓型PWM變換器的低開關頻率諧波電流抑制方法

在審

• 申請號: 201810580977.3
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108712063A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 姚駿;裴金鑫;程濤;曾德銀;王雪微;駱悅
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

本發明公開了一種適用于三相電壓型PWM變換器的低開關頻率諧波電流抑制方法，以SVPWM電壓扇區劃分為標準，作為電壓矢量的分布圖，預測下一控制周期的電流：計算PWM變換器在同步旋轉dq軸坐標系下輸出電流基頻分量、5次、7次諧波電流給定值；再恒功率坐標變換得到靜止兩相αβ坐標軸系下的各次電流給定值；將使得性能評估值最小的電壓矢量組合作為第k+1控制周期的輸出：最后判斷其所在電壓扇區，計算這兩條非零電壓矢量的作用時間和一條零電壓矢量的作用時間，并通過調制產生PWM驅動信號。本發明能夠有效簡化控制器的結構，在取得良好的諧波電流抑制效果的同時，還有效降低了系統的開關頻率，減少了開關損耗。

技術領域

本發明涉及電力電子技術，具體涉及一種適用于能有效降低三相電壓型PWM變換器開關頻率的諧波電流抑制方法，屬于電力電子應用領域。

背景技術

隨著新能源的大規模開發利用，三相電壓型脈寬調制(pulse-width modulation，PWM)變換器以其體積小、控制靈活，動態響應迅速，可能量雙向流動等優點，已經成為如光伏發電、風力發電等新能源發電系統的關鍵環節，在新能源發電領域得到了廣泛的應用。

當電網電壓諧波含量較高的情況下，電網電壓不再是理想的正弦電壓，此時如果三相電壓型PWM變換器不采取相應的控制措施，將會產生諧波電流，諧波電流的注入也會對電網造成進一步的諧波污染，同時還會對整個PWM變換器系統造成損壞。因此，為提高PWM變換器在諧波電網電壓條件下的運行性能，提出諧波電網電壓條件下三相電壓型PWM變換器的諧波電流抑制策略，需要進一步對諧波電網電壓條件下三相電壓型PWM變換器的控制方法進行深入研究。目前，國內外學者已經對諧波電網電壓條件下三相電壓型PWM變換器的諧波電流抑制方法展開了相應的研究，如已公開的下列文獻：

(1)Hu Jiabing,Zhang Wei,Wang Hong sheng,et al.Proportional integralplus multi-frequency resonant current controller for grid-connected voltagesource converter under unbalanced and distorted supply voltage conditions[J].Journal of Zhejiang University ScienceA,2009,10(10):1532-1540。

(2)年珩,全宇.諧波電網電壓下PWM整流器增強運行控制技術[J].中國電機工程學報,2012,32(9):41-48。

文獻(1)和(2)針對諧波電網電壓條件下，對傳統矢量控制進行了改進，提出了對各次諧波單獨設計PI或者PR控制器，來實現諧波電流的抑制，但是大量的PI和PR控制器的加入使得控制系統的結構更為復雜，且不能有效降低PWM變換器的開關頻率，不能有效提高PWM變換器在諧波電網電壓情況下的綜合性能。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提出一種適用于三相電壓型PWM變換器低開關頻率的諧波電流抑制策略，本方法不僅能夠實現在諧波電網電壓條件下對諧波電流的抑制，并且控制結構簡單，還能夠有效降低系統的開關頻率，從而提高三相電壓型PWM變換器在諧波電網電壓條件下的綜合性能。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種適用于三相電壓型PWM變換器的低開關頻率諧波電流抑制方法，控制步驟如下：

A1)在第k控制周期內，分別采集交流電網三相電壓信號e_gabc、PWM變換器網側三相電流信號i_gabc以及直流母線電壓信號U_dc；