[發明專利]一種基于單周期控制的針對非理想電網下的電流修正方法

在審

• 申請號: 201910697772.8
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110380633A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 劉翼洲;劉瑨琪;樊盼盼;董連平;楊潤全;王聰
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

本發明提供了一種基于單周期控制的針對非理想電網下的電流修正方法，該方法用于單周期控制的三相變換器，如三相全橋整流器、MMC變換器、三相VIENNA整流器、三相無橋整流器及所有星接級聯型三相變換器拓撲的在電網電壓不平衡下的電流修正方法。具體包括以下步驟：首先確定系統的相關參數，然后計算三相電壓不平衡度，最后基于以上計算參數引入補償量。本發明根據單周期直接電流控制的特點，通過對反饋電流信號進行比較和計算得到補償系數，從而在不增加系統復雜性的前提下，對三相變換器在不平衡電網下的不平衡電流進行有效修正。本發明實現簡單，可靠性高，為單周期控制過程中不平衡電網下的不平衡電流提供了一種行之有效的修正方法，拓寬了單周期控制的應用范圍。

技術領域

本發明涉及電力電子及電力系統自動化領域，特別涉及基于單周期控制的三 相變換器在不平衡電網下的電流修正方法。

背景技術

在電力系統領域，由于電路故障或不平衡負載的接入等情況，常常導致電網 出現不平衡的情況。而不平衡電網會對我們的生產和和生活用電產生很多不良影 響：1.增加線路的電能損耗。2.增加配電變壓器的電能損耗。3.配變出力減少。 4.配變產生零序電流。

單周期控制(One-Cycle Control,OCC)是一種非線性大信號PWM控制理論， 同時也是一種模擬PWM控制技術。該控制技術不受負載電流諧波的影響，且不 需要電壓傳感器、鎖相環和濾波器就能完成對電流的跟蹤，具有很強的魯棒性。 與傳統的基于變換的瞬時無功功率理論技術、重復控制和PR控制相比，在算 法的復雜性和成本上都具有顯著的優勢。因此，該項技術被廣泛使用于功率因數 校正、電力有源濾波器即靜止無功發生器等相關領域，并越來越多的受到了國內 外學者的關注。

但是，傳統單周期控制只能在三相平衡電網下運行，其輸出電流會隨著電壓 的波動而波動，從而給電網帶來不利的形象；除此之外，變換器也會因為不平衡 的電流而造成系統的崩潰。因此，目前傳統單周期控制下的電流并不具有可控性， 這就表明傳統的單周期控制對于三項不平衡電網下的電流是無法實現平衡控制 的，這極大的制約了單周期控制的應用范圍和場合。

所以，迫切需要一種在既不增加單周期控制的復雜度，又不需要額外增加電 壓傳感器、鎖相環和濾波器的情況下就能實現電力電子變流器在三相不平衡電網 下電流平衡的控制方法，這對于拓展單周期控制應用范圍，改進現有無功補償等 相關領域的設備性能，提高經濟效益具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是設計一種實現簡單，可靠性高，不需要濾波器、鎖相環和濾 波器的情況下就能實現電力電子變流器在三相不平衡電網下電流平衡的控制方 法。

為達到上述目的，本發明提供的一種基于單周期控制的針對非理想電網下的 電流修正方法，與此控制方法相對應的控制算法包括絕對值模塊，比例系數運算 模塊，滯環模塊，載波生成模塊，信號還原模塊，運算模塊及限幅模塊。本發明 具體指的是：

當某三相電壓不平衡時，通過對每相電流反饋信號|i'_x|(式x中代表A、B、C 三相電流)乘以該相電流的補償系數k_x(式x中代表A、B、C三相電流)構成電流重 構控制信號i_Rx(式x中代表A、B、C三相電流)，之后電流重構控制信號i_Rx再與電 壓外環輸出穩態值產生的幅值為U_m的載波比較，進而產生驅動信號，最對三相 變換器在不平衡電網下的不平衡電流進行有效修正。

所述一種基于單周期控制的針對非理想電網下的電流修正方法步驟如下：

(1)電網電壓幅值檢測：當電網電壓不平衡時，A、B、C三相電網電壓可以 進行如下表示:

進一步的可以用U_A統一表示為：