[发明专利]用于电流源型整流器并联运行上下母线电流协同控制方法

说明书

本发明公开了一种用于电流源型整流器并联运行上下母线电流协同控制方法，通过将两台整流器的上下母线电流进行采样滤波，然后将两台整流器上母线的输出电流与参考电流的误差送入比例积分控制器进行调节，得到调制所需的延迟角。另外，将下母线电流的差值送入比例积分控制器计算得到旁路脉冲宽度控制参数，这两者结合，可以灵活的调节上下母线的输出电流，实现整流器并联时上下母线电流的协同控制的目的。

技术领域

本发明涉及一种用于多电流源型整流器并联环境下上下母线电流协同控制的方法，可以有效的解决多电流源型整流器并联工况下存在的单台整流器过载问题。

背景技术

PWM电流源型变流器由于结构简单、短路电流阻断特性好、具有天然的双向潮流能力等优点，在中压传动、高压直流输电、可再生能源并网、超导储能等大功率应用场景中被广泛应用。在这些应用场景中，由于电流源型变流器的开关频率通常低于1Khz，因此可以减少大功率变流器的开关损耗。

通常大功率PWM电流源型整流器的调制方法有两种，即空间矢量调制技术和选择性谐波消除技术，以获得正弦电流。空间矢量调制技术基于安秒平衡原理，具有动态调节输出低电流的相应能力。然而当空间矢量调制技术应用到电流源型整流器中时，会产生谐波失真，特别是对于大功率变流器，当开关频率很低时的运行工况。此外，在大功率电流源型整流器的应用中，当空间矢量调制技术的采样频率接近输出LC滤波器的固有谐振频率时，空间矢量调制技术可能会对滤波器的并联谐振进行反向放大。

近年来，电流源型变流器的并联运行受到越来越多的关注，这是由于对功率转换的容量的需求不断增长，以及并联变流器的协调控制所提供的灵活性。为了避免单个变流器的过载问题，实现上下母线电流协同控制是并联变流器的一项重要任务。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于电流源型整流器并联运行上下母线电流协同控制方法，利用当基于空间矢量调制的电流源型整流器工作在直流母线被旁路的工作状态时，输出电流会衰减的特点，通过比较两台整流器正负母线输出电流的大小以及与参考电流的误差，并通过合理的设计控制方案，来灵活的产生控制整流器输出电流的延迟角和旁路控制参数宽度，以控制两台整流器的输出，达到电流协同控制的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于电流源型整流器并联运行上下母线电流协同控制方法，具体包括以下步骤：

(1)首先对两台并联的电流源型整流器的正、负母线电流进行采样；

(2)将步骤(1)采样的两台并联的电流源型整流器的正母线电流与参考电流的二分之一进行比较，得到每台电流源型整流器的实际电流与每台电流源型整流器参考电流的误差，然后通过比例积分控制器进行调节，得到每台电流源型整流器的延迟角α，将两台电流源型整流器的负母线进行比较，得到两台电流源型整流器负母线的电流误差，经过比例积分控制器进行调节，得到旁路脉冲控制量β；

(3)将步骤(2)中得到的控制量α和β送入开关信号产生单元，产生与控制目标相符的开关信号，来控制两台电流源型整流器的输出，实现功率均衡。

所述的步骤(1)具体包括以下步骤：

a)利用电流互感器对两台电流源型整流器的正直流母线电流进行采样，并将采样得到的两台电流源型整流器的正母线电流分别记为i_{p_c1}和i_{p_c2}，经过低通滤波器，得到正直流母线电流的直流分量，分别记为i_{dc_pc1}和i_{dc_pc2},其计算如下：

i_{dc_pc1}＝i_{p_c1}·ω_c/(s+ω_c)

i_{dc_pc2}＝i_{p_c2}·ω_c/(s+ω_c)