[發明專利]一種三相電壓型PWM變換器的滑模功率抵消直接功率控制方法

有效

• 申請號: 201811095634.4
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109256968B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 王延敏
• 申請（專利權）人: 嘉興巨騰信息科技有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種三相電壓型PWM變換器的滑模功率抵消直接功率控制方法，在使有功功率實際值減少且無功功率實際值增加和使有功功率無功功率實際值均減少時，尋找另一非零電壓矢量，得到一個改進矢量表，然后根據電網電壓位置角所在扇區、有功功率與無功功率的實際值和有功功率與無功功率的參考值，從改進矢量表中選擇三個可以同時減小有功、無功功率實際值與參考值間誤差的最佳電壓矢量，并根據有功功率參考值、無功功率參考值計算各個矢量的作用時間。本發明方法控制算法簡單，易于實現，能夠提高到達階段的趨近速度，抑制系統的輸出抖振，同時抑制有功功率和無功功率的穩態紋波，而且電流畸變率低，使系統具有優良的動靜態性能。

技術領域

本發明涉及電力電子功率變換裝置控制領域，具體涉及一種三相電壓型PWM變換器的滑模功率抵消直接功率控制方法。

背景技術

功率變換器隨著電力電子技術和控制技術的不斷發展，其性能也不斷地提高，已被廣泛應用于整流、交流調速、有源濾波、無功補償和新能源并網發電等領域。經過近幾年的快速發展，越來越多的控制方法被提出并應用于PWM功率變換器的控制中。其中功率變換器的控制方法主要包括電網電壓定向控制(voltage oriented control，VOC)、虛擬磁鏈定向控制(virtual flux oriented control，VFOC)、滑模控制(sliding mode control,SMC)、模型預測控制(model predictive control，MPC)和直接功率控制(direct powercontrol，DPC)。其中滑模控制是一類特殊的非線性控制，此種控制策略不同于其他控制之處在于系統的結構不固定，而是可以在動態過程中，根據系統當前的狀態有目的不斷地變化，迫使系統按照預定滑動模態的狀態軌跡運動。滑模控制系統具有算法簡單，響應速度快，對外界干擾和參數攝動有很強的魯棒性。而DPC由于不需要電流環，只需要通過查開關表選擇合適的電壓矢量即可對系統的功率進行直接調節得到國內外學者的深入研究。但DPC的控制性能受開關表優劣的影響，目前有多種開關表的建立途徑：從功率守恒的角度對變換器進行建模分析；通過分析電流與空間電壓矢量和功率的關系；通過一種基于DPC的最優向量通用判據來選擇合適的電壓矢量實現有功功率和無功功率的控制；在變換器數學模型的基礎上結合瞬時功率理論分析電壓矢量與輸入有功、無功功率的關系。

通過預測無差拍直接功率控制對變換器輸入側電壓矢量對有功、無功功率的變化率分析可知，使有功功率增加且無功功率增加和使有功功率增加且無功功率減少的非零矢量有兩個而并非一個。為同時抑制有功功率和無功功率的穩態紋波，且進一步改善系統的動態響應，專利號為CN201510097432.3的專利公開了三相電壓型PWM變換器三矢量直接功率控制方法，該方法是在使有功功率減少且無功功率增加和能使有功功率減少且無功功率減少時，以近似目標(有功功率增加較小但使無功功率增加較大和使有功功率增加較小但使無功功率減少較大)選擇另一非零電壓矢量，這種方法得到的有功功率和無功功率的紋波不穩定，且系統的動態響應較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三相電壓型PWM變換器的滑模功率抵消直接功率控制方法，能夠明顯減小有功功率和無功功率的波動，而且電流畸變率低，使系統具有優良的動靜態性能。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種三相電壓型PWM變換器的滑模功率抵消直接功率控制方法，依次包括以下步驟：

(1)采集三相電壓型PWM變換器的三相電網電壓u_ga、u_gb、u_gc，三相輸入電流i_ga、i_gb、i_gc，和直流母線電壓U_dc；