[發(fā)明專利]一種基于消除零電壓矢量開關(guān)表的直接功率控制策略

在審

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• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113489351A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李寧;安卓爾;張世乾;肖子涵;曹裕捷;鄭愛香
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M7/5387;H02M7/797;H02M1/12;H02M1/14
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

1.一種基于消除零電壓矢量開關(guān)表的直接功率控制策略，其特征在于，具體按照如下步驟實施：

步驟1，采集兩相α、β靜止坐標系下的電壓向量U_s和電流向量I_s并計算瞬時有功功率p和瞬時無功功率q；

步驟2，對瞬時有功功率p和瞬時無功功率q進行微分，分別得到瞬時有功功率變化率dp/dt和瞬時無功功率變化率dq/dt；

步驟3，根據(jù)瞬時有功功率變化率dp/dt和瞬時無功功率變化率dq/dt得到有功功率變化率曲線圖和無功功率變化率曲線圖，進而得出電壓矢量對功率的影響強度表；

步驟4，根據(jù)電壓矢量對功率的影響強度表確定開關(guān)表；

步驟5，將有功功率及無功功率的給定值與實際值相比較，通過查詢開關(guān)表選擇電壓矢量，來控制PWM整流器的開關(guān)狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于消除零電壓矢量開關(guān)表的直接功率控制策略，其特征在于，所述步驟1具體為：

在α-β坐標系中，采集電壓向量U_s和電流向量I_s，得到：

計算瞬時有功功率p和瞬時無功功率q，分別為：

其中，i_α、i_β分別為三相并網(wǎng)電流在兩相靜止坐標系下的分量，u_α、u_β分別為三相并網(wǎng)電壓在兩相靜止坐標系下的分量，j是虛部單位。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于消除零電壓矢量開關(guān)表的直接功率控制策略，其特征在于，所述步驟2具體為：

將u_α、u_β分量分別表示為：

其中，ω為電網(wǎng)的角頻率，t為時間；

則瞬時有功功率變化率dp/dt和瞬時無功功率變化率dq/dt分別為：

其中，L為并網(wǎng)濾波器電抗器值，V_α，V_β分別是兩相并網(wǎng)逆變器輸出電壓矢量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于消除零電壓矢量開關(guān)表的直接功率控制策略，其特征在于，所述步驟3具體為：

步驟3.1，三相PWM整流器輸出8種開關(guān)狀態(tài)的組合，因此，PWM整流器輸出8個電壓矢量，其中有兩個矢量為零，定義兩個零矢量為U₀(000)和U₇(111)，剩余六個非零矢量分別為U₁(001)、U₂(010)、U₃(011)、U₄(100)、U₅(101)和U₆(110)，括號內(nèi)的內(nèi)容表示三相整流器輸出的開關(guān)狀態(tài)，每項僅為0或1，三相開關(guān)全部組合由000～111依次排列，除去兩個零矢量，將剩余六個電壓矢量分為12個扇區(qū)，分別為θ₁-θ₁₂12個扇區(qū)，θ₁表示0-30°的扇區(qū)，依此類推，六個電壓矢量每兩個相鄰矢量之間相差60°，用V0、V1......V7分別表示U₀-U₇上述相應的電壓空間矢量，以V1為的θ₁的起點，逆時針每隔60°依次為V2......V6；

步驟3.2，以θ為橫坐標，橫坐標從0-360°每30°一個坐標點，θ＝arctan(u_β/u_α)，以dp/dt和dq/dt為縱坐標，將V1-V6分別在兩相α、β靜止坐標系下進行分解之后代入公式(1)，分別得到有功功率變化率曲線圖和無功功率變化率曲線圖，每個曲線圖中均包括V1-V6對應的六條曲線；

步驟3.3，繪制電壓矢量對功率的影響強度表，以V1-V6依次為橫表頭，以θ₁-θ₁₂為縱表頭，在有功功率變化率曲線圖和無功功率變化率曲線圖中分別提取在θ₁-θ₁₂內(nèi)V1-V6對應曲線的位置關(guān)系，按照曲線位置關(guān)系從上到下影響強度依次表示為“+++”、“++”、“+”、“-”、“--”、“---”，其中，用“+”表示功率增加，“++”表示功率增加強度大，用“+++”表示功率增加強度最大；用“-”表示功率減小，“--”表示功率減小強度大，“---”表示功率減小強度最大，獲得有功功率和無功功率對應的電壓矢量對功率的影響強度表。