[發明專利]基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法

有效

• 申請號: 202011496929.X
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112684225B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 杜太行;李鑫;孫曙光;李嘉偉;王秋富;梁倩偉
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28;G05F1/12
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰;張國榮

本發明為一種基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法，包括以下步驟：第一步、采集參數；第二步、采用二階廣義積分器對電網電壓進行鎖相；第三步、對電流發生單元采用無差拍控制；第四步、按照電感誤差補償式對電感誤差進行在線補償；第五步、利用補償參數h調節電流發生單元的交流側電流相位，對功率因素偏差進行補償。該方法對電感誤差進行在線補償，以解決無差拍控制中的電感參數不匹配問題，解決了傳統無差拍控制時由于控制延遲導致的控制效果差、精度低等問題；通過補償參數調節電流發生單元交流側電流的相位，進而保證試驗時功率因數的準確性。

技術領域

本發明涉及低壓電器試驗固態負載電流控制技術領域，具體為一種基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法。

背景技術

在對電能越來越依賴的現代社會，低壓電器的產品性能及質量直接影響到供電系統的可靠性，因此低壓電器試驗已經成為低壓電器產品在電力系統中使用及運行的前期保障。低壓電器試驗固態負載作為能饋型模擬負載裝置，能夠對電流及功率因數進行更為準確的調節。

目前，普遍采用經典PI電流控制方法對固態負載的電流進行控制，該方法的跟蹤精度較低，特別在模擬非線性負荷時，數字PI控制器帶寬有限，難以同時滿足精度和穩定性要求。隨著數字信號處理器(digital signal processor，DSP)的發展，無差拍電流控制具有易于實現和快速動態響應的特點，但該方法對于PWM變換器與負載模型有嚴格的要求和嚴重的依賴性。使用無差拍控制很容易出現控制模型與實際對象不符的問題，導致電路參數失配和控制延遲問題，同時會增加輸入電流諧波，降低交流側功率因數的準確性，甚至隨著控制動作的不斷加強致使控制系統不穩定。

為改善無差拍控制中控制延遲與參數失配的問題，有專家學者對電流進行預測控制，如鄧志賢等(Zhixian Deng,Wensheng Song.Inductance sensitivity analysis ofmodel predictive direct current control strategies for single-phase PWMconverters[C].inProc.IEEE 2nd International Future Energy ElectronicsConference(IFEEC)，2015，pp.1-6.)通過預測第k+2個采樣電流可以減輕控制延遲的影響，同時分析了電感參數的實際值和計算值之間的不匹配對系統無功功率的影響，但并未提出解決參數不匹配的方案。

綜上，本申請提出一種基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法，通過對電感誤差和功率因素進行補償，以解決參數不匹配問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案：

一種基于無差拍控制的低壓電器試驗固態負載電流控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、采集參數；

第二步、采用二階廣義積分器對電網電壓進行鎖相；

第三步、對電流發生單元采用無差拍控制；

第四步、按照電感誤差補償式(25)對電感誤差進行在線補償；

L(k)＝(1+σ)L(k-1) (25)

式(25)中，σ為電流發生單元的交流側電流的q、d軸分量的相對偏移量，L(k)為第k時刻電流發生單元交流側的電感值，L(k-1)為第k-1時刻電流發生單元交流側的電感值；σ通過式(24)計算得到；