[發(fā)明專利]雙向AC/DC變換器的功率控制與電流諧波補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010788501.6
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111900755B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫鵬飛;周巖;劉曉勝;徐殿國
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/01;H02J3/46
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

1.雙向AC/DC變換器的功率控制與電流諧波補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將雙向AC/DC變換器跨接在直流母線和交流母線之間，采集當(dāng)前時刻雙向AC/DC變換器交流側(cè)的電壓v_g和電流i_g；

步驟二：利用快速鎖頻環(huán)分別計算電壓v_g的α、β軸輸出值電流i_g的α、β軸輸出值和電流頻率估計值

步驟三：分別計算瞬時有功功率P和瞬時無功功率Q；

步驟四：利用瞬時有功功率P和瞬時無功功率Q計算電流內(nèi)環(huán)參考信號并利用該電流內(nèi)環(huán)參考信號對雙向AC/DC變換器下一時刻的功率進行控制；

步驟五：利用電流內(nèi)環(huán)參考信號電流i_g和電流頻率估計值對下一時刻雙向AC/DC變換器的電流諧波進行補償；

步驟二中所述快速鎖頻環(huán)包括：基于二階廣義積分器的前置濾波器和鎖頻環(huán)，

設(shè)二階廣義積分器的前置濾波器當(dāng)前是時刻的輸入信號為k，二階廣義積分器的前置濾波器輸出信號為α軸輸出值和β軸輸出值

其中，和分別為上一時刻前置濾波器α軸和β軸輸出值，為上一時刻鎖頻環(huán)輸出的頻率估計值，k₁為前置濾波器系數(shù)；

鎖頻環(huán)輸出信號為α軸輸出值α軸輸出值以及電流頻率估計值

其中，和分別為上一時刻鎖頻環(huán)α軸和β軸輸出值，k₂為鎖頻環(huán)系數(shù)，λ和γ均為正實數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向AC/DC變換器的功率控制與電流諧波補償方法，其特征在于，在步驟五之后還包括步驟六：

利用電流內(nèi)環(huán)參考信號電流i_g和電流頻率估計值對電流諧波進行補償并獲得調(diào)制波信號，PWM信號發(fā)生器根據(jù)該調(diào)制波信號獲得雙向AC/DC變換器開關(guān)管的控制信號，利用該控制信號控制雙向AC/DC變換器，實現(xiàn)雙向AC/DC變換器的閉環(huán)控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向AC/DC變換器的功率控制與電流諧波補償方法，其特征在于，當(dāng)二階廣義積分器的前置濾波器當(dāng)前時刻輸入信號k為電流i_g時，二階廣義積分器的前置濾波器輸出信號為α軸電流輸出值和β軸電流輸出值鎖頻環(huán)輸出信號為電流i_g的α軸電流輸出值β軸電流輸出值和電流頻率估計值

當(dāng)二階廣義積分器的前置濾波器當(dāng)前時刻輸入信號k為電壓v_g時，二階廣義積分器的前置濾波器輸出信號為α軸電壓輸出值和β軸電壓輸出值鎖頻環(huán)輸出信號為α軸電壓輸出值和β軸電壓輸出值

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙向AC/DC變換器的功率控制與電流諧波補償方法，其特征在于，步驟三中，根據(jù)下式分別計算瞬時有功功率P和瞬時無功功率Q：

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙向AC/DC變換器的功率控制與電流諧波補償方法，其特征在于，步驟四中，利用下式計算電流內(nèi)環(huán)參考信號

其中，P^*和Q^*分別為來自能源路由器控制中心的有功功率指令信號和無功功率指令信號，和分別為電流內(nèi)環(huán)的α軸和β軸參考信號，為有功功率控制器的傳遞函數(shù)，為無功功率控制器的傳遞函數(shù)，k_p1和k_p2分別為有功和無功功率控制器比例參數(shù)，k_i1和k_i2分別為有功和無功功率控制器積分參數(shù)，s為復(fù)頻域拉普拉斯算子。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙向AC/DC變換器的功率控制與電流諧波補償方法，其特征在于，雙向AC/DC變換器包括：MOS管S1、MOS管S2、MOS管S3、MOS管S4和電容C，

MOS管S1的集電極、MOS管S3的集電極和電容C的一端相連并與直流電源正極相連，MOS管S2的發(fā)射極、MOS管S4的發(fā)射極和電容C的另一端相連并與直流電源負(fù)極相連，

MOS管S1的發(fā)射極和MOS管S2的集電極相連并作為雙向AC/DC變換器的一個交流電源連接端，該連接端與交流電源之間串聯(lián)有濾波電感Ls，MOS管S3的發(fā)射極和MOS管S4的集電極相連并作為雙向AC/DC變換器的另一個交流電源連接端，

MOS管S1、MOS管S2、MOS管S3、MOS管S4均反并聯(lián)有一個二極管。