[發明專利]基于雙閉環的電力彈簧控制方法

在審

• 申請號: 201811536652.1
• 申請日: 2018-12-15
• 公開（公告）號: CN109713675A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 陳志強;徐仕皓;鄒云
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/16
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 封睿

1.基于雙閉環的電力彈簧控制方法，其特征在于，采用基于關鍵負載的電壓外環電感電流內環的雙閉環控制，包括如下步驟：

步驟1、計算電力彈簧無功補償時關鍵負載電壓滯后電網電壓的相角δ，設置參考電壓；

步驟2、采集關鍵負載電壓瞬時值，計算參考電壓與關鍵負載電壓誤差值e，將誤差值輸入比例積分控制器中，調節比例積分控制器參數，使得關鍵負載電壓跟蹤上給定的參考電壓；

步驟3、采集電感電流瞬時值，計算比例積分控制器輸出值與電感電流誤差值，將誤差值輸入比例控制器，調節比例控制器參數，使得電感電流跟蹤上比例積分控制器輸出值；

步驟4、將比例控制器輸出值作為調制波信號，將調制波信號與載波信號比較生成4路PWM信號；

步驟5、將4路PWM信號分別加入死區時間，形成最終控制IGBT通斷的帶死區的PWM信號。

2.根據權利要求1所述的基于雙閉環的電力彈簧控制方法，其特征在于，步驟1中，電力彈簧無功補償時關鍵負載電壓滯后電網電壓的相角δ，參考電壓的相位為-δ，參考電壓滯后電網電壓相角δ的表達式為：

其中V_G是電網電壓，V_S是關鍵負載電壓，R₁是傳輸線路電阻，R₂是關鍵負載電阻，R₃是非關鍵負載電阻，θ是關鍵負載電壓與非關鍵負載電流向量的夾角，L₁是傳輸線路電感，ω是電網電壓頻率，為傳輸線路阻抗角，為關鍵負載電壓滯后于設定的恒定電壓V_G1的相角，為電網電壓超前于設定的恒定電壓V_G1的相角。

3.根據權利要求1所述的基于雙閉環的電力彈簧控制方法，其特征在于，步驟2中，比例積分控制器的傳遞函數為：

其中s代表傳遞函數模型，比例積分控制器的輸出S₁為：

式中，e為參考電壓與關鍵負載電壓誤差值，kp、ki為比例積分控制器參數。

4.根據權利要求1所述的基于雙閉環的電力彈簧控制方法，其特征在于，步驟3中，比例控制器的傳遞函數為：

G₂(s)＝k_p1

比例控制器的輸出S₂為：

S₂＝k_p1×(S₁-i_L)

其中i_L是采集到的電感電流瞬時值，S₁為比例積分控制器的輸出值，k_p1為比例控制器參數。

5.根據權利要求1所述的基于雙閉環的電力彈簧控制方法，其特征在于，步驟4中，選取頻率為5kHz、幅值為1的三角載波，進行單極性調制，具體方法為：

其中T_a和T_b分別為單相全橋逆變電路a相和b相IGBT管的導通邏輯，在調制波的正半周期使得T_a＝1，將調制波與載波比較，當調制波大于載波時T_b＝1調制波小于載波時T_b＝0；在調制波的負半周期使得T_a＝0，將調制波與載波比較當調制波小于載波時T_b＝0，調制波大于載波時，T_b＝1。

6.根據權利要求1所述的基于雙閉環的電力彈簧控制方法，其特征在于，步驟5中，對PWM信號信號進行延時，將延時后的PWM信號和未延時的PWM信號進行邏輯與運算，得到的即為帶有死區時間的PWM信號。