[發(fā)明專利]用于電力電子變流器的混合型相位同步控制器及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110162027.0
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN113013917B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡鵬飛;姜衛(wèi)同;江道灼;辛煥海;李知藝
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02M1/32;H02M1/08
• 代理公司: 杭州宇信聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33401
• 代理人: 劉艷艷

1.一種用于電力電子變流器的混合型相位同步控制器，所述電力電子變流器接入電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，其特征在于，所述混合型相位同步控制器的輸入端與電網(wǎng)系統(tǒng)連接、輸出端與電力電子變流器連接；

所述混合型相位同步控制器包括混合同步外環(huán)控制器、電壓控制器、限流型電流控制器和脈沖調(diào)制器，其中，電壓控制器的輸入端與混合同步外環(huán)控制器的輸出端連接，限流型電流控制器的輸入端與電壓控制器的輸出端連接，脈沖調(diào)制器的輸入端與限流型電流控制器的輸出端連接，脈沖調(diào)制器的輸出端與電力電子變流器連接；

所述混合同步外環(huán)控制器用于檢測電力電子變流器輸出的有功功率、無功功率和電壓，從而得到電力電子變流器控制坐標(biāo)系中d軸的相位角和輸出電壓的d軸分量；

所述電壓控制器用于根據(jù)混合同步外環(huán)控制器輸出的控制坐標(biāo)系中d軸的相位角和輸出電壓的d軸分量，從而得到輸出電流d軸和q軸的參考值；

所述限流型電流控制器用于根據(jù)輸出電流的d軸和q軸的參考值、實(shí)測的電力電子變流器輸出電流d軸和q軸值以及電力電子變流器注入電網(wǎng)電流的最大容許幅值，從而產(chǎn)生脈沖調(diào)制器所需的參考電壓的d軸和q軸參考值；所述限流型電流控制器包括邏輯判斷器，邏輯判斷器的邏輯判斷采用如下公式：

其中，分別表示電壓控制器輸出的d軸、q軸電流參考值；i_dref、i_qref分別表示選擇器的輸出電流d軸和q軸參考值；I_M為電力電子變流器注入電網(wǎng)電流的最大容許幅值；P^*為有功功率參考值；k為裕度系數(shù)，1.2≤k≤1.5，P_M為有功功率限幅值，計(jì)算如式(2)，E_d為實(shí)測輸出電壓在d軸上的值：

所述脈沖調(diào)制器用于根據(jù)所需的參考電壓的d軸和q軸參考值，從而產(chǎn)生觸發(fā)脈沖控制電力電子變流器的開關(guān)管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述混合同步外環(huán)控制器包括功率同步環(huán)和無功環(huán)，所述功率同步環(huán)用于得到電力電子變流器控制坐標(biāo)系中d軸的相位角，所述無功環(huán)用于得到輸出電壓的d軸分量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，所述功率同步環(huán)包括有功功率同步環(huán)和交流電壓同步環(huán)，所述有功功率同步環(huán)包括加法器一(1)、有功功率調(diào)節(jié)器(2)、加法器二(3)和積分器(4)，所述交流電壓同步環(huán)包括Park變換器(5)和電壓調(diào)節(jié)器(6)；所述有功功率調(diào)節(jié)器(2)的輸入端與加法器一(1)的輸出端連接、輸出端連接至加法器二(3)的輸入端，加法器二(3)的輸出端與積分器(4)的輸入端連接，積分器(4)的輸出端與Park變換器(5)的輸入端連接，Park變換器(5)的輸出端連接至電壓調(diào)節(jié)器(6)的輸入端，電壓調(diào)節(jié)器(6)的輸出端連接至加法器二(3)的輸入端；所述加法器一(1)用于根據(jù)輸入的有功功率參考值P^*和實(shí)測有功功率值P從而得到有功功率偏差值，所述有功功率調(diào)節(jié)器(2)用于處理加法器一(1)產(chǎn)生的有功功率偏差值從而得到有功鎖相的角頻率偏差值Δω₁，所述Park變換器(5)用于根據(jù)輸入的實(shí)測電壓值u_s和有功功率同步環(huán)輸出的參考相角值從而得到q軸電壓值，所述電壓調(diào)節(jié)器(6)用于根據(jù)Park變換器(5)輸出的q軸電壓值從而得到電壓鎖相的角頻率偏差值Δω₂，所述加法器二(3)用于對有功鎖相的角頻率偏差值Δω₁、電壓鎖相的角頻率偏差值Δω₂以及角頻率參考值ω₀進(jìn)行做和，再通過積分器(4)累加處理后得到參考相角值θ。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的控制器，其特征在于，所述無功環(huán)包括加法器三(7)、無功功率調(diào)節(jié)器(8)和加法器四(9)，所述加法器三(7)的輸出端與無功功率調(diào)節(jié)器(8)的輸入端連接，無功功率調(diào)節(jié)器(8)的輸出端與加法器四(9)的輸入端連接；所述加法器三(7)用于根據(jù)無功功率參考值Q^*和輸入實(shí)測無功功率值Q從而得到無功功率偏差值，所述無功功率調(diào)節(jié)器(8)用于處理無功功率偏差值從而得到電壓偏差值，所述加法器四(9)用于對電壓偏差值與輸出電壓有效值的參考值做和，從而輸出電壓控制器的d軸電壓參考值E_dref。