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专利号: 202010307406X
申请人: 北方民族大学
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:2024-03-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种不平衡电网电压下整流器的目标控制方法,其特征在于,包括:获取整流器的电信号和不平衡电网下dq坐标系正负序复矢量模型;所述电信号包括:三相交流电压信号和三相交流电流信号;

采用派克变换,根据所述电信号和所述dq坐标系正负序复矢量模型确定dq轴的电流分量和dq轴的电压分量;

采用二次谐波滤除法根据所述电流分量和所述电压分量确定三相电流信号在dq轴上的正负序电流分量和dq轴上的正负序电压分量;

根据所述正负序电流分量和所述正负序电压分量针对不同的控制目标生成不同的目标控制模型;所述控制目标包括:负序电流控制目标、有功功率二次谐波分量控制目标和无功功率二次谐波控制目标;所述目标控制模型包括:抑制整流器交流负序电流控制模型、抑制整流器有功功率二次谐波分量控制模型和抑制整流器无功功率二次谐波控制模型;

根据所述目标控制模型控制所述整流器;

所述抑制整流器交流负序电流控制模型对所述整流器的控制过程具体包括:获取预设负序电流期望值、电压环PI调节器参数和期望电压值;所述负序电流期望值为0;所述电压环PI调节器参数包括电压环PI调节器的比例和电压环PI调节器的积分常数;

根据所述电压环PI调节器参数和期望电压值确定有功平均功率期望值和无功平均功率期望值;所述无功平均功率期望值为0;其中,忽略有功余弦二次谐波分量、有功正弦二次谐波分量、无功余弦二次谐波分量、无功正弦二次谐波分量的影响,求得带有正负序电流期望值项的有功平均功率期望值与无功平均功率期望值;

根据所述有功平均功率期望值和无功平均功率期望值确定正序电流期望值;所述正序电流期望值为: 式中,M=1.5P 2 * * P* P*

(ud)≠0,p0为有功平均功率期望值,q0为无功平均功率期望值,id 、iq 为dq轴上的正序P电流的期望值,ud为交三相电压在dq轴上的正序分量;

根据所述正序电流期望值和所述负序电流期望值,通过电压定向电流解耦控制算法或前馈解耦控制算法确定正负序电流相对应的内环电压控制指令;

经过Park反变换和SVPWM调制所述正负序电流相对应的内环电压控制指令后生成控制信号,以实现对所述整流器的控制。

2.根据权利要求1所述的不平衡电网电压下整流器的目标控制方法,其特征在于,所述抑制整流器有功功率二次谐波分量控制模型对所述整流器的控制过程具体包括:获取有功余弦二次谐波分量期望值、有功正弦二次谐波分量期望值、有功平均功率期望值和无功平均功率期望值;所述有功余弦二次谐波分量期望值、所述有功正弦二次谐波分量期望值和所述无功平均功率期望值均为0;

根据所述有功余弦二次谐波分量期望值、所述有功正弦二次谐波分量期望值、所述有功平均功率期望值和所述无功平均功率期望值,确定正负序电流的期望值;

根据所述正负序电流的期望值通过电压定向电流解耦控制算法或前馈解耦控制算法确定正负序电流相对应的内环电压控制指令;

根据所述正负序电流相对应的内环电压控制指令生成控制信号,以实现对所述整流器的控制。

3.根据权利要求1所述的不平衡电网电压下整流器的目标控制方法,其特征在于,所述抑制整流器无功功率二次谐波控制模型对所述整流器的控制过程具体包括:获取无功功率二次谐波分量期望值、有功平均功率期望值和无功平均功率期望值;所述无功功率二次谐波分量期望值和所述无功平均功率期望值均为0;

根据所述无功功率二次谐波分量期望值、所述有功平均功率期望值和所述无功平均功率期望值,确定正负序电流的期望值;

根据所述正负序电流的期望值通过电压定向电流解耦控制算法或前馈解耦控制算法确定正负序电流相对应的内环电压控制指令;

根据所述正负序电流相对应的内环电压控制指令生成控制信号,以实现对所述整流器的控制。

4.一种不平衡电网电压下整流器的目标控制系统,其特征在于,包括:获取模块,用于获取整流器的电信号和不平衡电网下dq坐标系正负序复矢量模型;所述电信号包括:三相交流电压信号和三相交流电流信号;

分量确定模块,用于采用派克变换,根据所述电信号和所述dq坐标系正负序复矢量模型确定dq轴的电流分量和dq轴的电压分量;

正负序分量确定模块,用于采用二次谐波滤除法根据所述电流分量和所述电压分量确定三相电流信号在dq轴上的正负序电流分量和dq轴上的正负序电压分量;

目标控制模型生成模块,用于根据所述正负序电流分量和所述正负序电压分量针对不同的控制目标生成不同的目标控制模型;所述控制目标包括:负序电流控制目标、有功功率二次谐波分量控制目标和无功功率二次谐波控制目标;所述目标控制模型包括:抑制整流器交流负序电流控制模型、抑制整流器有功功率二次谐波分量控制模型和抑制整流器无功功率二次谐波控制模型;

整流器控制模块,用于根据所述目标控制模型控制所述整流器;

所述目标控制模型生成模块包括抑制整流器交流负序电流控制模型控制单元、抑制整流器有功功率二次谐波分量控制单元和抑制整流器无功功率二次谐波控制单元;

所述抑制整流器交流负序电流控制模型控制单元具体包括:

第一获取子单元,用于获取预设负序电流期望值、电压环PI调节器参数和期望电压值;

所述负序电流期望值为0;所述电压环PI调节器参数包括电压环PI调节器的比例和电压环PI调节器的积分常数;

期望值确定子单元,用于根据所述电压环PI调节器参数和期望电压值确定有功平均功率期望值和无功平均功率期望值;所述无功平均功率期望值为0;其中,忽略有功余弦二次谐波分量、有功正弦二次谐波分量、无功余弦二次谐波分量、无功正弦二次谐波分量的影响,求得带有正负序电流期望值项的有功平均功率期望值与无功平均功率期望值;

第一正序电流期望值确定子单元,用于根据所述有功平均功率期望值和无功平均功率期望值确定正序电流期望值;所述正序电流期望值为:P 2 *

式中,M=1.5(ud) ≠0,p0 为有

* P* P* P

功平均功率期望值,q0为无功平均功率期望值,id 、iq 为dq轴上的正序电流的期望值,ud为交三相电压在dq轴上的正序分量;

第一内环电压控制指令确定子单元,用于根据所述正序电流期望值和所述负序电流期望值,通过电压定向电流解耦控制算法或前馈解耦控制算法确定正负序电流相对应的内环电压控制指令;

第一控制信号生成子单元,用于经过Park反变换和SVPWM调制所述正负序电流相对应的内环电压控制指令后生成控制信号,以实现对所述整流器的控制。

5.根据权利要求4所述的不平衡电网电压下整流器的目标控制系统,其特征在于,所述抑制整流器有功功率二次谐波分量控制单元具体包括:第二获取子单元,用于获取有功余弦二次谐波分量期望值、有功正弦二次谐波分量期望值、有功平均功率期望值和无功平均功率期望值;所述有功余弦二次谐波分量期望值、所述有功正弦二次谐波分量期望值和所述无功平均功率期望值均为0;

第二正序电流期望值确定子单元,用于根据所述有功余弦二次谐波分量期望值、所述有功正弦二次谐波分量期望值、所述有功平均功率期望值和所述无功平均功率期望值,确定正负序电流的期望值;

第二内环电压控制指令确定子单元,用于根据所述正负序电流的期望值通过电压定向电流解耦控制算法或前馈解耦控制算法确定正负序电流相对应的内环电压控制指令;

第二控制信号生成子单元,用于根据所述正负序电流相对应的内环电压控制指令生成控制信号,以实现对所述整流器的控制。

6.根据权利要求4所述的不平衡电网电压下整流器的目标控制系统,其特征在于,所述抑制整流器无功功率二次谐波控制单元具体包括:第三获取子单元,用于获取无功功率二次谐波分量期望值、有功平均功率期望值和无功平均功率期望值;所述无功功率二次谐波分量期望值和所述无功平均功率期望值均为0;

第三正序电流期望值确定子单元,用于根据所述无功功率二次谐波分量期望值、所述有功平均功率期望值和所述无功平均功率期望值,确定正负序电流的期望值;

第三内环电压控制指令确定子单元,用于根据所述正负序电流的期望值通过电压定向电流解耦控制算法或前馈解耦控制算法确定正负序电流相对应的内环电压控制指令;

第三控制信号生成子单元,用于根据所述正负序电流相对应的内环电压控制指令生成控制信号,以实现对所述整流器的控制。