[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在审

专利信息
申请号: 202110720181.5 申请日: 2021-06-28
公开(公告)号: CN113489351A 公开(公告)日: 2021-10-08
发明(设计)人: 李宁;安卓尔;张世乾;肖子涵;曹裕捷;郑爱香 申请(专利权)人: 西安理工大学
主分类号: H02M7/219 分类号: H02M7/219;H02M7/5387;H02M7/797;H02M1/12;H02M1/14
代理公司: 西安弘理专利事务所 61214 代理人: 罗笛
地址: 710048 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 消除 电压 矢量 开关 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Us和电流向量Is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Us和电流向量Is,得到:

计算瞬时有功功率p和瞬时无功功率q,分别为:

其中,iα、iβ分别为三相并网电流在两相静止坐标系下的分量,uα、uβ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uα、uβ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,Vα,Vβ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θ11212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(uβ/uα),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θ112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θ112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。

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