[發(fā)明專利]一種波動(dòng)環(huán)境下的換流器的控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111591338.5
• 申請(qǐng)日: 2021-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114244138B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 滕越;王締;戴鳳嬌;潘東;崔虎寶;唐龍江;張健;趙騫;繆春輝;陳國(guó)宏;孔明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉芳

1.一種波動(dòng)環(huán)境下的換流器的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：錯(cuò)相全橋模塊、全波整流模塊、錯(cuò)相脈沖調(diào)制模塊、最優(yōu)電流應(yīng)力控制器、PI控制器以及計(jì)算模塊；

所述錯(cuò)相全橋模塊的輸入端與電源連接；所述錯(cuò)相全橋模塊的輸出端與所述全波整流模塊的輸入端連接；

所述全波整流模塊的輸出端用于輸出電流和輸出電壓至電解槽；

所述計(jì)算模塊的輸出端與所述最優(yōu)電流應(yīng)力控制器的輸入端連接；

所述計(jì)算模塊用于根據(jù)輸入電壓、輸出電壓以及輸出電流確定實(shí)時(shí)輸入輸出電壓比值和實(shí)時(shí)輸出功率；

所述最優(yōu)電流應(yīng)力控制器用于根據(jù)實(shí)時(shí)輸入輸出電壓比值和實(shí)時(shí)輸出功率確定外移相角度；

所述PI控制器與所述全波整流模塊的輸出端以及所述錯(cuò)相脈沖調(diào)制模塊連接；

所述PI控制器用于根據(jù)輸出電壓和輸出電壓正反饋以及以外移相角度為電流應(yīng)力的優(yōu)化量確定內(nèi)移項(xiàng)角度，具體包括：

利用公式確定內(nèi)移項(xiàng)角度；

其中，p為換流器傳輸功率，D₁為內(nèi)移項(xiàng)角度，D₂為外移相角度，

所述錯(cuò)相脈沖調(diào)制模塊的輸出端與所述錯(cuò)相全橋模塊的輸入端連接；

所述錯(cuò)相脈沖調(diào)制模塊用于根據(jù)內(nèi)移項(xiàng)角度調(diào)整脈沖PWM控制信號(hào)；

所述錯(cuò)相全橋模塊用于根據(jù)脈沖PWM控制信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管的通斷，進(jìn)而調(diào)整輸出電壓和輸出功率；

所述計(jì)算模塊包括：傳輸功率計(jì)算單元和電壓變化比計(jì)算單元；

所述傳輸功率計(jì)算單元的輸出端以及所述電壓變化比計(jì)算單元的輸出端均與所述最優(yōu)電流應(yīng)力控制器的輸入端連接；所述傳輸功率計(jì)算單元的輸入端以及所述電壓變化比計(jì)算單元的輸入端均與所述全波整流模塊的輸出端以及所述錯(cuò)相全橋模塊的輸入端連接；

所述傳輸功率計(jì)算單元用于根據(jù)輸出電壓以及輸出電流確定實(shí)時(shí)輸出功率；

所述電壓變化比計(jì)算單元用于根據(jù)輸入電壓以及輸出電壓確定實(shí)時(shí)輸入輸出電壓比值；

所述全波整流模塊中的交換器采用錯(cuò)相倍頻控制策略；所述全波整流模塊包括：兩個(gè)直接并聯(lián)的IGBT；每一所述IGBT的輸出最高頻率為10kHz，錯(cuò)相輸出時(shí)為20kHz。

2.一種波動(dòng)環(huán)境下的換流器的控制方法，所述方法用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種波動(dòng)環(huán)境下的換流器的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括：

獲取全波整流模塊的輸出電流和輸出電壓以及錯(cuò)相全橋模塊的輸入電壓；

根據(jù)輸入電壓、輸出電壓以及輸出電流確定實(shí)時(shí)輸入輸出電壓比值和實(shí)時(shí)輸出功率；

根據(jù)實(shí)時(shí)輸入輸出電壓比值和實(shí)時(shí)輸出功率確定外移相角度；

根據(jù)PI控制器確定的輸出電壓的輸出電壓正反饋，以外移相角度為電流應(yīng)力的優(yōu)化量確定內(nèi)移項(xiàng)角度，具體包括：

利用公式確定內(nèi)移項(xiàng)角度；

其中，p為換流器傳輸功率，D₁為內(nèi)移項(xiàng)角度，D₂為外移相角度；

根據(jù)內(nèi)移項(xiàng)角度調(diào)整脈沖PWM控制信號(hào)；

根據(jù)脈沖PWM控制信號(hào)控制錯(cuò)相全橋模塊中開(kāi)關(guān)管的通斷，進(jìn)而調(diào)整輸出電壓和輸出功率。