[發明專利]基于虛擬頻率的雙向交直流變換器控制方法

有效

• 申請號: 202110358522.9
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113098315B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 賈燕冰;任春光;郭東鑫;韓肖清;秦文萍;孟祥齊;張佰富;王弈赫;趙多;孔健生
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H02M7/797
• 分類號: H02M7/797;H02M3/335;H02M1/14;H02M1/32
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;曹一杰

1.一種基于虛擬頻率的雙向交直流變換器控制方法，所述雙向交直流變換器拓撲結構由DAB和有源全橋逆變橋SI構成，DAB包括逆變全橋H₁和整流全橋H₂，兩橋臂通過輔助電感和變壓器組成的磁性網絡相連接，變壓器變比為1:n；直流側通過并聯濾波電容C₁連接逆變全橋H₁，整流全橋H₂的輸出側與電容器C_rec并聯連接，有源全橋逆變橋SI的輸出通過濾波電感L_ac連接交流電網；

其特征在于：將虛擬頻率控制與電壓電流雙閉環控制結合，使得傳輸功率與控制變量線性化；具體如下：

電壓控制模塊中，雙向交直流變換器的交流側母線電壓u_g經鎖相環PLL得開關角頻率w_s；設定直流母線電壓參考值其與雙向交直流變換器的直流側母線實際電壓值u_dc比較后，所得差值經過第一PI控制器得到交流側母線電流參考值電流控制模塊中，雙向交直流變換器交流側母線實際電流i_ac經過Park變換得到交流母線電流直軸分量i_d，交流側母線電流參考值與交流母線電流直軸分量i_d作差后，經過第二PI控制器和Park反變換輸出修正相移量ΔD₁；相移控制量調制模塊中，通過檢測得到的直流側實際電壓值u_dc和交流側電壓u_g，兩電壓值相比得到電壓變比k，經相移計算式1計算得到主相移量將與電流控制模塊輸出的修正相移量ΔD₁相減得到最終相移量D₁，再由相移計算式2得到相移量D₀和D₂，從而輸出脈沖PWM驅動信號控制開關管導通使變換器在給定控制方式下運行；所述的相移計算式1為

式中f_n為虛擬頻率，L_r為變壓器本體的漏感及外接輔助電感；

相移計算式2為

2.如權利要求1所述的基于虛擬頻率的雙向交直流變換器控制方法，其特征在于，還包括同步逆變橋控制方案；該方案通過調節開關管驅動信號使得全橋逆變器工作在同步狀態：開關管Q1、Q2、Q3、Q4構成有源全橋逆變橋SI，開關管Q1的源極與開關管Q2的漏極連接構成第一橋臂，開關管Q3的源極與開關管Q4的漏極連接構成第二橋臂，雙向AC/DC變換器中穩定工作時，當功率正向傳輸，整流全橋H₂輸出100Hz的正弦脈動電壓波形，當交流母線電壓為正時，Q2和Q3關閉，Q1和Q4打開；當交流母線電壓為負時，Q1和Q4關閉，Q2和Q3打開。

3.如權利要求2所述的基于虛擬頻率的雙向交直流變換器控制方法，其特征在于，采用同步逆變橋控制方案后，C_rec取值為1μF即可輸出理想的正弦電壓波形。

4.如權利要求3所述的基于虛擬頻率的雙向交直流變換器控制方法，其特征在于：電壓電流雙環控制、虛擬頻率控制以及同步逆變橋控制均通過DSP微處理器實現。