[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

专利信息
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
【说明书】:

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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