[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

说明书

本发明公开了一种基于消除零电压矢量开关表的直接功率控制策略，具体为：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和瞬时无功功率变化率；步骤3，根据瞬时有功功率变化率和瞬时无功功率变化率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。本发明的一种基于消除零电压矢量开关表的直接功率控制策略，解决了现有技术中存在的开关表存在大量零电压矢量，增加了无功功率失控区出现概率的问题。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种基于消除零电压矢量开关表的直接功率控制策略。

背景技术

在电力能源消费和新能源发电系统中，以变换器为核心的电力电子设备作为能量变换的桥梁，对于保证能量的顺利流动以及实现高品质的电能供应具有至关重要的作用。为了高效实现能量的转换和利用，大量控制方法被广泛用于试验，其中直接功率控制方法因其控制结构简单，不需要电流控制内环整定和调制模块，同时还具有动态响应速度快等优点脱颖而出，是逆变器实现功率解耦控制最为常用的控制方法之一。开关表是此方法的关键，其好坏直接影响着整个系统的性能。然而传统的直接功率控制存在着控制精度不高的问题，国内外学者也提出了许多改进方法，包括引入辅助电压矢量，细分边界死区以及开关矢量表和结合空间矢量调制技术等。虽然这些方法能够在一定程度上改善其稳态性能，但没有加强对无功功率的控制力度，同时也额外加大了算法的复杂度。

传统的直接功率控制中用到的开关表存在大量零电压矢量，大大增加了无功功率失控区出现的概率，使得系统对输出无功功率、有功功率的调节能力变差，引起无功和有功的波动，进而导致网侧电流波形发生畸变，直流侧输出电压产生波动，影响系统的可靠性和稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于消除零电压矢量新型开关表的直接功率控制策略，解决了现有技术中存在的开关表存在大量零电压矢量，增加了无功功率失控区出现概率的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于消除零电压矢量新型开关表的电压源变换器直接功率控制策略，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。

本发明的特征还在于，

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。

步骤2具体为：