[發(fā)明專利]一種用于在電網(wǎng)受干擾時優(yōu)化Vienna整流器輸入電流的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011396769.1
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112532025B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂建國;呂勛;史兆成;孫狀;蔡衛(wèi)峰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/084;H02M1/088;H02M7/12;H02M1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于在電網(wǎng)受干擾時優(yōu)化Vienna整流器輸入電流的方法，屬于電力電子變換裝置領(lǐng)域。包括以下步驟：電網(wǎng)受干擾時以抑制有功功率波動為控制目標(biāo)建立三相參考電壓，生成基本調(diào)制波；分別計算每相電流和每相參考電壓的相位差，通過判斷電流超前或滯后參考電壓，確定每相電流對應(yīng)的畸變區(qū)域及補(bǔ)償范圍；在三相電流畸變區(qū)間內(nèi)，給原來的每相參考電壓同時加入補(bǔ)償電壓得到新調(diào)制波，與上下幅值和相位均一致的三角載波交截，最終得到電網(wǎng)受干擾時控制Vienna整流器開關(guān)的脈寬調(diào)制波。本發(fā)明方法可有效抑制電網(wǎng)受干擾時Vienna整流器由網(wǎng)側(cè)電流與參考電壓相位不一致而引起的電流畸變，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，降低網(wǎng)側(cè)電流諧波畸變率，同時提高Vienna整流器的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子變換裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于在電網(wǎng)受干擾時優(yōu)化Vienna整流器輸入電流的方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)和微處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，電力電子技術(shù)在近三十年發(fā)生了巨大的變化，并越來越廣泛地被應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，其中包括各種高品質(zhì)電源、柔性交流輸電系統(tǒng)(Flexible AC Transmission System，F(xiàn)ACTS)、高壓直流輸電(High VoltageDirect Current)及航空航天等應(yīng)用領(lǐng)域。同時，這些設(shè)備及系統(tǒng)的非線性、沖擊性和不平衡性將會導(dǎo)致電網(wǎng)中的電壓波形與電流波形發(fā)生畸變，從而降低輸入電流品質(zhì)，使設(shè)備和系統(tǒng)的效率大大降低。

在1980年的IEEE工業(yè)應(yīng)用(ISA)年會上，日本的A.Nabae提出三電平中點箝位式結(jié)構(gòu)；隨后，J.W.Kolar等人于1994年提出了VIENNA整流器結(jié)構(gòu)，其因輸入電流正弦化且畸變率低、能夠?qū)崿F(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行等優(yōu)點而引起學(xué)界關(guān)注與研究。三相三電平VIENNA整流器具有高功率密度、高系統(tǒng)可靠性等方面的優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于航空交流供電系統(tǒng)中。相對于傳統(tǒng)的二極管箝位型、飛跨電容箝位型三電平整流器，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加簡單，所需的功率器件較少，無橋臂直通風(fēng)險無需設(shè)置死區(qū)時間。因此，在一些大功率，高功率密度的場合，VIENNA 整流器是一種非常理想的拓?fù)洹?/p>

然而，三電平維也納整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有一定的特殊性，濾波電感上的壓降使得電流矢量和參考電壓矢量存在一定的相位差，當(dāng)電流過零點時導(dǎo)致維也納整流器輸出了錯誤的電壓矢量，使得三相電流波形畸變，對電網(wǎng)造成一定的諧波污染，導(dǎo)致功率因數(shù)下降。實際上，對VIENNA整流器輸入電流畸變的研究基本上都是假定在電網(wǎng)平衡的單位功率因數(shù)條件下，此時電網(wǎng)電壓與電流同相位，但實際由于電網(wǎng)電壓相位、幅值存在偏移情形，電網(wǎng)往往處于不平衡狀態(tài)，在此情況下會出現(xiàn)有功功率二次波動問題，因此，以抑制有功功率波動為控制目標(biāo)時使得網(wǎng)側(cè)電壓與網(wǎng)側(cè)電流存在一個相位差，這將使網(wǎng)側(cè)電流畸變問題的分析變得更加復(fù)雜。因此，解決電網(wǎng)受干擾時維也納整流器三相電流畸變問題能夠減少系統(tǒng)向電網(wǎng)注入的諧波電流。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在電網(wǎng)受干擾時優(yōu)化Vienna整流器輸入電流的方法，可有效抑制電網(wǎng)受干擾時Vienna整流器由網(wǎng)側(cè)電流與參考電壓相位不一致而引起的電流畸變，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，降低網(wǎng)側(cè)電流諧波畸變率，同時提高Vienna整流器的效率。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種用于在電網(wǎng)受干擾時優(yōu)化Vienna整流器輸入電流的方法，包括以下步驟：

步驟1、電網(wǎng)受干擾時以抑制有功功率波動為控制目標(biāo)建立三相參考電壓，生成基本調(diào)制波；

步驟2、分別計算每相電流和每相參考電壓的相位差，通過判斷電流超前或滯后參考電壓，確定每相電流對應(yīng)的畸變區(qū)域及補(bǔ)償范圍；

步驟3、在三相電流畸變區(qū)間內(nèi)，給原來的每相參考電壓同時加入補(bǔ)償電壓得到新調(diào)制波，與上下幅值和相位均一致的三角載波交截，最終得到電網(wǎng)受干擾時控制Vienna整流器開關(guān)的脈寬調(diào)制波。

進(jìn)一步地，步驟1所述的在電網(wǎng)受干擾時以抑制有功功率波動為控制目標(biāo)建立三相參考電壓，生成基本調(diào)制波，包括以下步驟：