[發(fā)明專利]一種基于單周期控制的針對非理想電網(wǎng)下的電流修正方法

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• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110380633A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉翼洲;劉瑨琪;樊盼盼;董連平;楊潤全;王聰
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

1.一種基于單周期控制的針對非理想電網(wǎng)下的電流修正方法，所述的修正方法用于單周期控制的三相變換器；其特征在于：當(dāng)某三相電壓不平衡時，通過對每相電流反饋信號|i′_x|，乘以該相電流的補(bǔ)償系數(shù)k_x，構(gòu)成電流重構(gòu)控制信號i_Rx；電流重構(gòu)控制信號i_Rx再與電壓外環(huán)輸出穩(wěn)態(tài)值產(chǎn)生的幅值U_m的載波比較，產(chǎn)生PWM信號對三相變換器在不平衡電網(wǎng)下的不平衡電流進(jìn)行有效修正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于單周期控制的針對非理想電網(wǎng)下的電流修正方法，其特征是包括下述步驟：

(1)電壓不平衡時，電網(wǎng)A、B、C三相電壓為:

進(jìn)一步的可以用U_A統(tǒng)一表示為：

三相變換器中三相電感電流分別為i_A、i_B、i_C，通過交流采樣電阻R_s對三相電感電流i_A、i_B、i_C進(jìn)行采樣，得到三相電感電流采樣信號R_si_A、R_si_B、R_si_C；基于單周期控制的三相變換器的電流本身能夠完全的跟蹤電網(wǎng)電壓的變化，通過對三相變換器的電流在一個工頻周期的積分來得到上述參量電流表達(dá)形式，即：

(2)確定參考電流：定義變量：檢測電流i′_A表示為：

比例運(yùn)算模塊計算得到的系數(shù)表示為k_x，滯環(huán)模塊能夠保留上一次運(yùn)算的結(jié)果即：k_x-1；信號還原模塊的輸出為與不平衡電壓等比例的還原電流i_tx，x代表A、B、C三相電流；三相電流重構(gòu)控制信號表示為：

在三相不平衡電網(wǎng)中，三相電壓的幅值和相位都會產(chǎn)生波動，因而在控制系統(tǒng)中，則需要通過運(yùn)算選取出中間電壓作為標(biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)行電流修正，控制進(jìn)入閉環(huán)控制后，參考電流i_ref將由滯環(huán)模塊輸出的比例系數(shù)k_A-1，k_B-1，k_C-1與反饋電流相R_si_A相乘，參控電壓的選取標(biāo)準(zhǔn)記作：

初始狀態(tài)比例參數(shù)k_A-1＝k_B-1＝k_C-1＝1，上式可以改寫為：

(3)比例系數(shù)運(yùn)算：當(dāng)確定了參考電流之后，為了使各相電流接近，因此，將各項電流與參考電流相比從而得到比例系數(shù)：

進(jìn)入初始狀態(tài)時k_A-1＝k_B-1＝k_C-1＝1，因此，上式的第一次運(yùn)算可以化簡為：

由于在單周期控制中：

V_m(1-d_x)＝|R_s·i_x|

所以可以得到：

通過對電流的運(yùn)算可以有效的反映出電網(wǎng)的不平衡，進(jìn)而通過控制電流，進(jìn)行相應(yīng)的不平衡電流抑制；

(4)電流還原：通過滯環(huán)模塊對比例系數(shù)運(yùn)算模塊運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行保留，然后在每一次新的運(yùn)算開始前將上一次計算的比例系數(shù)與值與檢測電流i′_A相乘，從而完整的將不平衡電網(wǎng)下的不平衡電流進(jìn)行還原，因此，還原電流i_tx表示：

i_tx＝k_x-1i′_x＝k_x-1R_si_x；

(5)得到電流實際控制信號：

(6)將步驟(5)中的三相電感電流采樣信號i_RA、i_RB、i_RC取至運(yùn)算模塊中，得到限幅值信號；為了保證控制系統(tǒng)的控制信號不超調(diào)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，使信號在可控的范圍之內(nèi)，由步驟(5)知，所需限幅值大小由運(yùn)算模塊計算得到；

(7)在電力電子變流器直流側(cè)電壓外環(huán)中，電力電子變流器直流側(cè)電壓參考值和直流側(cè)反饋電壓U_d經(jīng)過減法器后輸出壓差信號e_u，e_u表示為：

壓差信號經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器PI控制后的輸出作為載波信號的幅值，由單周期控制可知U_m有如下表示：

其中Z為負(fù)載阻抗：

Z＝R_e+j(X_L-X_C)；

(8)步驟(7)中限幅后的三相電流重構(gòu)控制信號，與由載波生成模塊產(chǎn)生的幅值為U_m的載波信號，通過比較器進(jìn)行信號交割產(chǎn)生PWM信號送入總線，進(jìn)而控制電力電子變流器中開關(guān)器件的通斷。