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专利号: 201610213714X
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种两电平PWM整流器延时补偿控制方法,其特征在于,包括下列步骤:步骤1:在k时刻,由控制系统对电压、电流等物理量进行采样,具体包括:ABC三相电网电压eA(k)、eB(k)和eC(k),ABC三相电网电流iA(k)、iB(k)和iC(k),直流母线电压udc(k);其中,括号内k表示第k时刻;

步骤2:求解电网电压eA(k)、eB(k)和eC(k)的d、q轴分量与电网电流iA(k)、iB(k)和iC(k)的d、q轴分量,具体计算方法如下:式中,ed(k)和eq(k)为电网电压的d、q轴分量,由于在正常供电情况下电网电压的d、q轴分量是几乎不变的,因此可认为ed(k)等于ed,eq(k)等于eq,ed和eq分别为两个恒定值;id(k)和iq(k)为电网电流的d、q轴分量;MABC/αβ为由ABC三相静止坐标系到αβ两相静止坐标系的变换矩阵;Mαβ/dq为由αβ两相静止坐标系到dq两相旋转坐标系的变换矩阵;具体表达式如下:式中,θ(k)为k时刻d轴与α轴的夹角;

步骤3:利用两电平PWM变换器离散模型,根据k时刻电网电压与电流的d、q轴分量,以及k时刻将要通过SVPWM调制策略输出的交流侧电压矢量d、q轴分量ud(k)、uq(k),可以预测得到k+1时刻交流测电流预测值的d、q轴分量 与括号中k+1|k表示的含义为k时刻对k+1时刻进行预测的值,上标pr表示预测值;上式中a=1-(TsRg/Lg),b=Tsωg,c=Ts/Lg式中,Ts为IGBT开关周期,同时也为系统控制周期;Lg交流侧滤波电感;Rg为等效的交流侧电阻,包括交流侧滤波电感内阻与由IGBT器件压降等效的电阻;ωg为电网电角速度;

步骤4:利用瞬时有功功率p在k时刻预测k+1时刻直流侧电容电压值 其具体计算方法如下:

式中,RL为直流侧负载电阻;C是直流侧电容;其中,udc=udc,ref+Δudc,udc为k时刻直流母线实际电压值,udc,ref为直流电压参考值,为恒定值,Δudc为k时刻实际直流电压与参考电压偏差值;

将其带入上式后可得

对上式进行拉普拉斯变换后

其中,Ks为中间变量,Ks=RL/udc,ref;对上式离散化后,可得k时刻预测得到的k+1时刻直流母线电压其中,k时刻预测得到的k+1时刻瞬时有功功率ppr(k+1|k)为步骤5:根据外环比例积分(PI)控制器预测k+1时刻参考电流的d、q轴分量具体计算方法如下:

其中,kudc,p、kudc,i分别为电压外环PI控制器的比例项与积分项控制参数;id,ref(k)为k时刻电压外环PI控制器计算得到参考值;udc,ref为电压外环给定参考值,且为恒定值;qref为无功功率给定参考值,且为恒定值;

步骤6:根据k时刻预测得到的k+1时刻两电平变流器交流测线电流d、q轴分量与预测的k+1时刻参考电流d、q轴分量 求解k+1时刻交流侧需合成参考电压矢量的d、q轴分量 具体计算式如下:

其中,a=1-(TsRg/Lg),b=Tsωg,c=Ts/Lg;

步骤7:采用传统七段式两电平SVPWM调制策略,根据k-1时刻预测出的k时刻交流侧参考电压矢 量的d、q轴分量 合成对应参考电压矢量。