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专利号: 2020110491024
申请人: 广西大学
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:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制装置,其特征在于,包括滤波电感L、等效电阻R、n级级联H桥变流器、信号采集模块和控制模块;电网电流依次经过等效电阻R、滤波电感L以及n级级联H桥变流器;

所述的信号采集模块采集n级级联H桥变流器输出交流电流信号isa,电网电压信号us,以及n级级联H桥变流器中各单相H桥单元直流侧电压信号udcj,其中,j=1,2,3,...,n;

所述的信号采集模块将上述采集的信号传输给控制模块,所述控制模块将运算结果传输到载波相移模块,所述波相移模块将调制信号进行调制生成PWM控制信号,并将PWM控制信号输出给n级级联H桥变流器;

其中,n为级联H桥变流器级数,且n≥1。

2.根据权利要求1所述一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制装置,其特征在于,所述n级级联H桥变流器由n个单相H桥单元级联构成,每个H桥单元由4个带反并联二极管的IGBT、1个直流电容和1个电阻构成;每2个带有反并联二极管的IGBT串联构成一个桥臂,构成的2个桥臂并联;直流电容与2个桥臂并联;电阻与直流电容并联。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制装置结构基础上实现的一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制方法,其特征在于,包括如下几个步骤:对n级级联H桥变流器进行采集,获取到电网电压信号us、n级级联H桥变流器输出交流电流信号isa、以及n级级联H桥变流器中各H桥单元直流侧电压信号udcj;

对电网电压信号us进行处理;得到同步电压

根据同步电压 得到n级级联H桥变流器交流侧输出电流信号

根据n级级联H桥变流器交流侧输出电流信号 n级级联H桥变流器输出交流电流信号isa,得到电压调制信号将电压调制信号 进行调制,生成控制信号控制n级级联H桥变流器。

4.根据权利要求3所述一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制方法,其特征在于,所述同步电压 具体为所述电网电压的正序基频分量;对电网电压信号us进行处理具体为采用延时信号对消方法进行电网电压的正序基频分量提取,所述延时信号对消方法表达式子如下:其中,T为电网电压周期,t为时间,x为延时系数。

5.根据权利要求3所述一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制方法,其特征在于,所述n级级联H桥变流器交流侧输出电流信 表达式子为:其中,为有功电流,va,b,c为单位有功矢量, 为给定的无功电流,wa,b,c为单位无功矢量。

6.根据权利要求5所述一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制方法,其特征在于,所述单位无功矢量wa,b,c为:其中,wa、wb、wc为单位无功矢量,va、vb、vc为单位有功矢量;

所述单位有功矢量va,b,c表达式子为:

其中,ea、eb、ec为自然坐标系下的理想三相电压信号,va、vb、vc为单位有功矢量,其中,ea、eb、ec为自然坐标系下的理想三相电压信号;所述自然坐标系下的理想三相电压信号表达式子为:其中,T为电网电压周期,t为时间, 为同步电压。

7.根据权利要求6所述一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制方法,其特征在于,所述有功电流 具体为通过电压误差值Δudcd经比例积分PI调节器控制调节得到;所述电压误差值Δudcd表达式子为:其中,∑udcj为n级级联H桥变流器中各单相H桥单元直流侧总的电压信号, 为参考值。

8.根据权利要求3所述一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制方法,其特征在于,所述电压调制信号 表达式子为:其中,ur为PI调节信号, 为PR调节信号,us为电网电压信号;k1为含谐波背景电网电压的比例前馈;所述含谐波背景电网电压的比例前馈k1表达式子为:其中,uc为载波移相方法中的载波幅值,udc为级联H桥变流器中各单相H桥单元瞬时的实际总电压。

9.根据权利要求8所述一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制方法,其特征在于,所述PI调节信号ur具体通过电压差值Δudc经比例积分PI调节器控制调节得到;所述电压差值Δudc表达式子为:其中,udcj为n级级联H桥变流器中各单相H桥单元直流侧电压信号,udc为级联H桥变流器中各单相H桥单元瞬时的实际总电压信号,n为单相H桥单元总数;

所述PR调节信号 具体通过电流差值Δisa经比例谐振PR调节器控制调节得到;所述电流差值Δisa表达式子为:其中, 为级级联单相H桥变流器交流侧输出电流信号,isa为n级级联H桥变流器输出交流电流信号。

10.根据权利要求3所述一种电网谐波背景下的级联H桥变流器控制方法,其特征在于,所述控制模块将所述调制电压信号 通过载波相移模块进行调制,生成PWM控制信号,所述载波相移模块将PWM控制信号输出给n级级联单相H桥变流器,通过PWM控制信号控制n级联单相H桥变流器中单相H桥变流器的开关器件的断通,达到控制n级级联H桥变流器的效果。