[发明专利]一种基于单周期控制的针对非理想电网下的电流修正方法

说明书

本发明提供了一种基于单周期控制的针对非理想电网下的电流修正方法，该方法用于单周期控制的三相变换器，如三相全桥整流器、MMC变换器、三相VIENNA整流器、三相无桥整流器及所有星接级联型三相变换器拓扑的在电网电压不平衡下的电流修正方法。具体包括以下步骤：首先确定系统的相关参数，然后计算三相电压不平衡度，最后基于以上计算参数引入补偿量。本发明根据单周期直接电流控制的特点，通过对反馈电流信号进行比较和计算得到补偿系数，从而在不增加系统复杂性的前提下，对三相变换器在不平衡电网下的不平衡电流进行有效修正。本发明实现简单，可靠性高，为单周期控制过程中不平衡电网下的不平衡电流提供了一种行之有效的修正方法，拓宽了单周期控制的应用范围。

技术领域

本发明涉及电力电子及电力系统自动化领域，特别涉及基于单周期控制的三 相变换器在不平衡电网下的电流修正方法。

背景技术

在电力系统领域，由于电路故障或不平衡负载的接入等情况，常常导致电网 出现不平衡的情况。而不平衡电网会对我们的生产和和生活用电产生很多不良影 响：1.增加线路的电能损耗。2.增加配电变压器的电能损耗。3.配变出力减少。 4.配变产生零序电流。

单周期控制(One-Cycle Control,OCC)是一种非线性大信号PWM控制理论， 同时也是一种模拟PWM控制技术。该控制技术不受负载电流谐波的影响，且不 需要电压传感器、锁相环和滤波器就能完成对电流的跟踪，具有很强的鲁棒性。 与传统的基于变换的瞬时无功功率理论技术、重复控制和PR控制相比，在算 法的复杂性和成本上都具有显著的优势。因此，该项技术被广泛使用于功率因数 校正、电力有源滤波器即静止无功发生器等相关领域，并越来越多的受到了国内 外学者的关注。

但是，传统单周期控制只能在三相平衡电网下运行，其输出电流会随着电压 的波动而波动，从而给电网带来不利的形象；除此之外，变换器也会因为不平衡 的电流而造成系统的崩溃。因此，目前传统单周期控制下的电流并不具有可控性， 这就表明传统的单周期控制对于三项不平衡电网下的电流是无法实现平衡控制 的，这极大的制约了单周期控制的应用范围和场合。

所以，迫切需要一种在既不增加单周期控制的复杂度，又不需要额外增加电 压传感器、锁相环和滤波器的情况下就能实现电力电子变流器在三相不平衡电网 下电流平衡的控制方法，这对于拓展单周期控制应用范围，改进现有无功补偿等 相关领域的设备性能，提高经济效益具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是设计一种实现简单，可靠性高，不需要滤波器、锁相环和滤 波器的情况下就能实现电力电子变流器在三相不平衡电网下电流平衡的控制方 法。

为达到上述目的，本发明提供的一种基于单周期控制的针对非理想电网下的 电流修正方法，与此控制方法相对应的控制算法包括绝对值模块，比例系数运算 模块，滞环模块，载波生成模块，信号还原模块，运算模块及限幅模块。本发明 具体指的是：

当某三相电压不平衡时，通过对每相电流反馈信号|i'_x|(式x中代表A、B、C 三相电流)乘以该相电流的补偿系数k_x(式x中代表A、B、C三相电流)构成电流重 构控制信号i_Rx(式x中代表A、B、C三相电流)，之后电流重构控制信号i_Rx再与电 压外环输出稳态值产生的幅值为U_m的载波比较，进而产生驱动信号，最对三相 变换器在不平衡电网下的不平衡电流进行有效修正。

所述一种基于单周期控制的针对非理想电网下的电流修正方法步骤如下：

(1)电网电压幅值检测：当电网电压不平衡时，A、B、C三相电网电压可以 进行如下表示:

进一步的可以用U_A统一表示为：