[發(fā)明專利]一種脈沖負(fù)載下柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110551701.4
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113098316B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 原仝云;李浩昱;張繼紅
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02M9/02
• 分類號: H02M9/02;H02M9/04
• 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

1.一種脈沖負(fù)載下柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率控制方法，該方法通過柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率控制系統(tǒng)包括三相PWM整流器、儲能單元、DC-DC變換器和控制器；

柴油發(fā)電機(jī)組用于輸出三相交流電，所述柴油發(fā)電機(jī)組的三相交流電信號輸出端連接三相PWM整流器的信號輸入端，所述三相PWM整流器的信號輸出端連接儲能單元，為儲能單元充電，所述三相PWM整流器的信號輸出端還連接DC-DC變換器的信號輸入端，所述DC-DC變換器對輸入的電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換后為脈沖負(fù)載供電；

控制器用于根據(jù)脈沖負(fù)載需要的功率信號和三相PWM整流器實(shí)際輸出的電壓電流信號及儲能單元輸出電流信號控制三相PWM整流器和儲能單元的輸出的功率；

其特征在于，

所述控制器采用具有慣性和阻尼的電壓功率環(huán)控制策略，控制三相PWM整流器向脈沖負(fù)載提供平均功率，儲能單元為脈沖負(fù)載提供脈動功率；

其中，具有慣性和阻尼的電壓功率環(huán)控制策略的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中，J為虛擬慣性系數(shù)，s為拉普拉斯算子，ω為虛擬角速度，P為柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)出有功功率，P_ref為有功功率給定值，D為虛擬阻尼系數(shù)，ω_n為柴油發(fā)電機(jī)組額定角速度，E_m為虛擬電動勢峰值，K為積分系數(shù)，Q_ref為無功功率給定值，Q為柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)出無功功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈沖負(fù)載下柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率控制方法，其特征在于，控制器用于通過有功控制環(huán)路的控制和無功控制環(huán)路的控制，實(shí)現(xiàn)具有慣性和阻尼的電壓功率環(huán)控制策略。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種脈沖負(fù)載下柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率控制方法，其特征在于，所述控制器還用于利用無功控制環(huán)路獲得虛擬電動勢峰值E_m，計(jì)算虛擬電動勢,采用SVPWM對虛擬電動勢進(jìn)行調(diào)制，獲得三相PWM整流器的占空比控制信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種脈沖負(fù)載下柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率控制方法，其特征在于，有功控制環(huán)路的控制方法為：

利用電壓外環(huán)獲取有功功率給定值P_ref，具體為：

利用三相PWM整流器輸出電壓給定值V_dcref與三相PWM整流器實(shí)際輸出電壓V_dc作差，獲得電壓差值信號，所述電壓差值信號經(jīng)PI控制器獲得有功功率給定值P_ref；

再利用有功功率環(huán)獲得虛擬弧度值θ，具體為：

利用有功功率給定值P_ref與柴油發(fā)電機(jī)組輸出有功功率P做差后經(jīng)過阻尼和慣性控制器得到虛擬角速度ω，對虛擬角速度ω積分得到虛擬弧度值θ。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種脈沖負(fù)載下柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率控制方法，其特征在于，無功控制環(huán)路的控制方法為：

利用柴油發(fā)電機(jī)組輸出無功功率Q與無功功率給定值Q_ref作差，再將所述差值作-1/K倍的積分，將積分后的值與虛擬角速度ω相乘，得到虛擬電動勢峰值E_m。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種脈沖負(fù)載下柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率控制方法，其特征在于，虛擬電動勢為：

其中，e_a為a相虛擬電動勢，e_b為b相虛擬電動勢，e_c為c相虛擬電動勢。