[发明专利]中点箝位式变流器的控制系统及控制方法及补偿控制单元

权利要求书

1.一种控制系统，用于平衡中点箝位式变流器的中点电压，其特征在于，该控制系统包括：

基本控制单元，用于提供基本命令以控制该变流器实现基本电压转换功能；

第一补偿控制单元，用于当该变流器工作在第一状态时注入第一补偿命令至该基本命令，以实现中点电压的平衡；

第二补偿控制单元，用于当该变流器工作在第二状态时注入第二补偿命令至该基本命令，以实现中点电压的平衡；

切换控制单元，用于侦测该变流器的工作状态，并在该变流器工作在第一状态及第二状态时分别输出一第一切换控制命令及一第二切换控制命令；及

切换执行单元，用于在该切换控制单元输出第一切换控制命令时控制该基本控制单元与该第一补偿控制单元之间实现通信，及用于在该切换控制单元输出第二切换控制命令时控制该基本控制单元与该第二补偿控制单元之间实现通信。

2.如权利要求1所述的控制系统，其中该控制系统应用于风力涡轮机的电源转换系统中，该第一状态为该电源转换系统的正常工作状态，该第二状态为该电源转换系统的无风工作状态。

3.如权利要求2所述的控制系统，其中该切换控制单元包括一比较器，该比较器的输入端用于接收一转矩命令，该比较器的阈值端用于接收参考阈值零，该比较器的输出端用于在该转矩命令不等于零时输出该第一切换控制命令及用于在该转矩命令等于零时输出该第二切换控制命令。

4.如权利要求1所述的控制系统，其中该第一状态为高功率因数状态，该第二状态为低功率因数状态。

5.如权利要求4所述的控制系统，其中该切换控制单元包括包括一滤波元件、一绝对值计算元件及一迟滞比较器，该滤波元件用于接收并滤波一对应该变流器有功电流的有效值的电流命令，该绝对值计算元件用于获得滤波后的电流命令的绝对值并输出至该迟滞比较器，该迟滞比较器用于根据该绝对值计算元件的输出结果输出该第一及第二切换控制命令。

6.如权利要求1所述的控制系统，其中该基本控制单元包括一第一减法元件、一第二减法元件、一基本电流控制模块及一派克反变换器，该第一减法元件用于获得一有功电流信号，该第二减法元件用于获得一无功电流信号，该基本电流控制模块用于将该有功电流信号及无功电流信号转换成对应的有功调制命令及无功调制命令，该派克反变换器用于将位于旋转坐标系下的该有功调制命令及无功调制命令对应变换成位于abc坐标系下的调制命令。

7.如权利要求6所述的控制系统，其中该第一补偿控制单元包括一第三减法元件及一中点电压调节器，该第三减法元件用于获得中点电压的不平衡值，该中点电压调节器用于接收该中点电压的不平衡值，并通过运算产生一基本补偿命令以调整该中点电压的不平衡值趋于零，并注入该位于abc坐标系下的调制命令。

8.如权利要求7所述的控制系统，其中该中点电压调节器包括一滤波元件及一结合限制器的比例积分调节器。

9.如权利要求6所述的控制系统，其中该第二补偿控制电路包括一第三减法元件、一中点电压调节器及一奇次谐波信号产生器，该第三减法元件用于获得中点电压的不平衡值，该中点电压调节器用于接收该中点电压的不平衡值，并通过运算产生一基本补偿命令以调整该中点电压的不平衡值趋于零，该奇次谐波信号产生器用于将该基本补偿命令转换成位于旋转坐标系下的奇次谐波信号，并注入该有功调制命令及无功调制命令。

10.如权利要求9所述的控制系统，其中该奇次谐波信号产生器包括一第一乘法元件及一第二乘法元件，该第一乘法元件用于将该基本补偿命令与一第一角信号进行乘法运算后得到一第一奇次谐波信号，该第二乘法元件用于将该基本补偿命令与一第二角信号进行乘法运算后得到一第二奇次谐波信号。

11.如权利要求10所述的控制系统，其中该第一角信号等于cos(-3(ωt+Ψ_n))，该第二角信号等于sin(-3(ωt+Ψ_n))，ω＝2πf，Ψ_n＝(n-1)(θ+π/2(n-1))/n，θ＝atan(L_Uycmd/L_Uxcmd)，Ψ_n为谐波角，n为谐波次数，f代表频率，t代表时间。

12.如权利要求11所述的控制系统，其中该变流器为三电平变流器，n等于3。