[发明专利]用于电网不平衡条件下的Vienna整流器谐波抑制方法在审
申请号: | 202210129884.5 | 申请日: | 2022-02-11 |
公开(公告)号: | CN114465463A | 公开(公告)日: | 2022-05-10 |
发明(设计)人: | 张承慧;张博学;邢相洋 | 申请(专利权)人: | 山东大学 |
主分类号: | H02M1/12 | 分类号: | H02M1/12;H02M7/219 |
代理公司: | 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 | 代理人: | 李琳 |
地址: | 250061 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 电网 不平衡 条件下 vienna 整流器 谐波 抑制 方法 | ||
本发明提供了一种用于电网不平衡条件下的Vienna整流器谐波抑制方法,对直流侧电压进行PI控制;利用电流定向消除过零点畸变,计算Vienna整流器侧电压;在αβ轴下利用Vienna整流器侧电压和电流及其延时信号计算电流参考值;通过电流αβ轴的闭环控制得到参考电压,实现Vienna整流器的控制。本发明无需电网电压的正负序分离和复杂繁多的控制参数,且彻底解决过零点畸变问题,实现电网电流正弦,保证电流质量。
技术领域
本发明属于Vienna整流器控制技术领域,具体涉及一种用于电网不平衡条件下的Vienna整流器谐波抑制方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
相比于两电平变换器,Vienna整流器有更小的dv/dt,更低的电流总畸变率和更高的功率密度。相比于传统NPC拓扑,Vienna整流器有更低的损耗,更高的功率密度和更大的功率容量。基于以上优点,Vienna整流器被广泛应用于通讯系统,风力发电系统和PFC电路等场合。
由于拓扑结构的特殊性,Vienna整流器存在固有的过零点畸变问题,其产生的根本原因是电流与参考电压存在相位差,使得整流器实际输出的矢量与目标矢量不相同,造成电流过零点畸变,影响电网电流质量。
同时,由于单相负荷的大规模使用,变压器及线路参数的不对称等极易引起电网不平衡或者不对称,不平衡的电网会严重影响Vienna整流器安全可靠运行。当电网发生故障时,保障稳定的直流侧输出,电网电流总畸变率小于5%和维持有功功率的稳定,是对Vienna整流器的基本要求。
当电网发生不平衡时,如果继续采用针对理想电网的常规方法,将会导致电网电流畸变、输出直流侧震荡。为解决这些问题,学者们进行了大量研究。有学者提出一种dq坐标系下正负序电流内环独立控制结构,利用二倍频陷波器提取电网正负序分量分别进行控制,该方法可以很好地控制目标,但是结构复杂,待整定参数较多。有学者提出一种基于无缘理论的电流内环控制结构,该方法建立了整流器的EL模型,选取合适的能量存储函数,采用阻尼注入法实现不平衡条件下的整流器控制。有学者提出一种静止坐标系下电网不平衡控制策略,无需复杂的坐标变换和相位检测,控制结构简单。以上方法并未与Vienna整流器相结合,Vienna整流器特殊的结构造成的固有过零点畸变问题并未解决。
发明内容
本发明为了解决上述问题,提出了一种用于电网不平衡条件下的Vienna整流器谐波抑制方法,本发明无需电网电压的正负序分离和复杂繁多的控制参数,且彻底解决过零点畸变问题,实现电网电流正弦,保证电流质量。
根据一些实施例,本发明采用如下技术方案:
一种用于电网不平衡条件下的Vienna整流器谐波抑制方法,包括以下步骤:
对直流侧电压进行PI控制;
利用电流定向消除过零点畸变,计算Vienna整流器侧电压;
在αβ轴下利用Vienna整流器侧电压和电流及其延时信号计算电流参考值;
通过电流αβ轴的闭环控制得到参考电压,实现Vienna整流器的控制。
作为可选择的实施方式,对直流侧电压进行PI控制时,利用PI控制器执行,且所述PI控制器的输出乘以直流侧电压为系统的有功功率参考值。
作为可选择的实施方式,利用电流定向消除过零点畸变,计算整流器侧电压为:
其中,vα、vβ是整流器侧电压的αβ轴分量,eα、eβ是电网电压的αβ轴分量,iα、iβ是电流的αβ轴分量,w是角频率,L是电感值。
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