[发明专利]一种基于消除零电压矢量开关表的直接功率控制策略

权利要求书

1.一种基于消除零电压矢量开关表的直接功率控制策略，其特征在于，具体按照如下步骤实施：

步骤1，采集两相α、β静止坐标系下的电压向量U_s和电流向量I_s并计算瞬时有功功率p和瞬时无功功率q；

步骤2，对瞬时有功功率p和瞬时无功功率q进行微分，分别得到瞬时有功功率变化率dp/dt和瞬时无功功率变化率dq/dt；

步骤3，根据瞬时有功功率变化率dp/dt和瞬时无功功率变化率dq/dt得到有功功率变化率曲线图和无功功率变化率曲线图，进而得出电压矢量对功率的影响强度表；

步骤4，根据电压矢量对功率的影响强度表确定开关表；

步骤5，将有功功率及无功功率的给定值与实际值相比较，通过查询开关表选择电压矢量，来控制PWM整流器的开关状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于消除零电压矢量开关表的直接功率控制策略，其特征在于，所述步骤1具体为：

在α-β坐标系中，采集电压向量U_s和电流向量I_s，得到：

计算瞬时有功功率p和瞬时无功功率q，分别为：

其中，i_α、i_β分别为三相并网电流在两相静止坐标系下的分量，u_α、u_β分别为三相并网电压在两相静止坐标系下的分量，j是虚部单位。

3.根据权利要求1所述的一种基于消除零电压矢量开关表的直接功率控制策略，其特征在于，所述步骤2具体为：

将u_α、u_β分量分别表示为：

其中，ω为电网的角频率，t为时间；

则瞬时有功功率变化率dp/dt和瞬时无功功率变化率dq/dt分别为：

其中，L为并网滤波器电抗器值，V_α，V_β分别是两相并网逆变器输出电压矢量。

4.根据权利要求1所述的一种基于消除零电压矢量开关表的直接功率控制策略，其特征在于，所述步骤3具体为：

步骤3.1，三相PWM整流器输出8种开关状态的组合，因此，PWM整流器输出8个电压矢量，其中有两个矢量为零，定义两个零矢量为U₀(000)和U₇(111)，剩余六个非零矢量分别为U₁(001)、U₂(010)、U₃(011)、U₄(100)、U₅(101)和U₆(110)，括号内的内容表示三相整流器输出的开关状态，每项仅为0或1，三相开关全部组合由000～111依次排列，除去两个零矢量，将剩余六个电压矢量分为12个扇区，分别为θ₁-θ₁₂12个扇区，θ₁表示0-30°的扇区，依此类推，六个电压矢量每两个相邻矢量之间相差60°，用V0、V1......V7分别表示U₀-U₇上述相应的电压空间矢量，以V1为的θ₁的起点，逆时针每隔60°依次为V2......V6；

步骤3.2，以θ为横坐标，横坐标从0-360°每30°一个坐标点，θ＝arctan(u_β/u_α)，以dp/dt和dq/dt为纵坐标，将V1-V6分别在两相α、β静止坐标系下进行分解之后代入公式(1)，分别得到有功功率变化率曲线图和无功功率变化率曲线图，每个曲线图中均包括V1-V6对应的六条曲线；

步骤3.3，绘制电压矢量对功率的影响强度表，以V1-V6依次为横表头，以θ₁-θ₁₂为纵表头，在有功功率变化率曲线图和无功功率变化率曲线图中分别提取在θ₁-θ₁₂内V1-V6对应曲线的位置关系，按照曲线位置关系从上到下影响强度依次表示为“+++”、“++”、“+”、“-”、“--”、“---”，其中，用“+”表示功率增加，“++”表示功率增加强度大，用“+++”表示功率增加强度最大；用“-”表示功率减小，“--”表示功率减小强度大，“---”表示功率减小强度最大，获得有功功率和无功功率对应的电压矢量对功率的影响强度表。