[發(fā)明專利]一種UPS系統(tǒng)中逆變器的容錯(cuò)控制裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911186737.6
• 申請(qǐng)日: 2019-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110855136B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李江偉;鮑海波;李紹堅(jiān);黃翰民;楊鵬;王愚;李宇燁;雷文東;鐘志東;王成成;劉文韜;王清成;石瑞才
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局
• 主分類號(hào): H02M1/32
• 分類號(hào): H02M1/32
• 代理公司: 北京國(guó)帆知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11334
• 代理人: 劉小哲

1.一種UPS系統(tǒng)中逆變器的容錯(cuò)控制方法，其特征在于，所述方法包括：

采用三相四開(kāi)關(guān)逆變器的濾波電流、輸出電流和輸出電壓，并通過(guò)Clark變換模塊獲得α-β坐標(biāo)系下k+1時(shí)刻的電壓和電流離散方程；

將三相電流通過(guò)PLL鎖相環(huán)模塊得到α軸與d軸之間的角度差θ，通過(guò)Park變換模塊得到d-q坐標(biāo)系下k+1時(shí)刻的電壓離散方程；

以k+1時(shí)刻的電壓矢量為控制量，建立參考電壓矢量和k+1時(shí)刻電壓矢量差值最小的價(jià)值函數(shù)；

采樣資料模型上下電容電壓值，根據(jù)三相四開(kāi)關(guān)逆變器模塊拓?fù)浣⒅绷髂妇€電容的電流方程，通過(guò)前向差分放對(duì)其進(jìn)行離散化，獲得電容電壓偏差值的預(yù)測(cè)模型；

將k+1時(shí)刻的電容電壓偏差值加入到上述建立的價(jià)值函數(shù)中，得到一個(gè)包含電容電壓偏差預(yù)測(cè)的更新價(jià)值函數(shù)；

通過(guò)更新價(jià)值函數(shù)的最優(yōu)電壓矢量以及電容電壓偏差最小所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)并應(yīng)用到下一采樣時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器包含電容電壓補(bǔ)償?shù)娜蒎e(cuò)控制；

所述采樣資料模型上下電容電壓值，根據(jù)三相四開(kāi)關(guān)逆變器模塊拓?fù)浣⒅绷髂妇€電容的電流方程，通過(guò)前向差分放對(duì)其進(jìn)行離散化，獲得電容電壓偏差值的預(yù)測(cè)模型，包括：

建立直流母線電流方程和指令模型電容電流方程；

基于直流母線電流方程和指令模型電容電流方程進(jìn)行結(jié)合，獲取結(jié)合方程；

基于前向差分法對(duì)所述結(jié)合方程進(jìn)行離散化處理，獲取電容電壓偏差值的預(yù)測(cè)模型；

建立直流母線電流方程和母線電容電流方程：

結(jié)合式(10)和(11)可得：

利用前向差分法對(duì)式(12)進(jìn)行離散化可得：

對(duì)式(6)進(jìn)行反Clark變換可得：

式(14)結(jié)合式(6)可以得到k+1時(shí)刻流入a相的電流值：

其中，式(6)如下：

其中，i_b表示b相的負(fù)載電流；i_c表示c相的負(fù)載電流；i_C1和i_C2分別為流入直流母線電容C1和電容C2的電流，i_dC1和i_dC2分別為流過(guò)橋臂開(kāi)關(guān)和電容C1的電流，流過(guò)橋臂開(kāi)關(guān)和電容C2的電流；i_dc為直流母線電流；C＝C₁＝C₂為直流母線電容；i_a表示a相的負(fù)載電流；S_b和S_c為逆變器橋臂b和c的開(kāi)關(guān)信號(hào)；U_c1和U_c2分別為電容C1和C2兩端的電壓；ΔU_p為電容電壓差值；i_fa(k+1)表示k+1時(shí)刻a相濾波電流；i_fα(k)表示k時(shí)刻α坐標(biāo)系下的濾波電流；i_fβ(k)表示k時(shí)刻β坐標(biāo)系下的濾波電流；i_fα(k-1)表示k-1時(shí)刻α坐標(biāo)系下的濾波電流；i_fβ(k-1)表示k-1時(shí)刻β坐標(biāo)系下的濾波電流；；i_oα(k)和i_oβ(k)分別表示k時(shí)刻的α，β坐標(biāo)系下的負(fù)載電流；v_oα(k)和v_oβ(k)分別表示k時(shí)刻的α，β坐標(biāo)系下的負(fù)載相電壓；v_oα(k-1)和v_oβ(k-1)分別表示k-1時(shí)刻的α，β坐標(biāo)系下的負(fù)載相電壓；v_iα(k)和v_iβ(k)分別表示k時(shí)刻的α，β坐標(biāo)系下的逆變器輸出的電壓；v_iα(k-1)和v_iβ(k-1)分別表示k-1時(shí)刻的α，β坐標(biāo)系下的逆變器輸出的電壓；T_s為采樣周期；L為濾波器的電感。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UPS系統(tǒng)中逆變器的容錯(cuò)控制方法，其特征在于，所述采用三相四開(kāi)關(guān)逆變器的濾波電流、輸出電流和輸出電壓，并通過(guò)Clark變換模塊獲得α-β坐標(biāo)系下k+1時(shí)刻的電壓和電流離散方程，包括：

建立三相四開(kāi)關(guān)逆變器交流測(cè)相電壓與開(kāi)關(guān)函數(shù)的關(guān)系；

基于所述關(guān)系進(jìn)行Clark變換模塊的變換得到α-β坐標(biāo)系下的電壓；

建立系統(tǒng)在連續(xù)域的數(shù)學(xué)模型；

對(duì)所述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行離散化以及通過(guò)Clark變換模塊變換處理，得到α-β坐標(biāo)系下k+1時(shí)刻的電壓和電流離散方程。